Unas pinzas ópticas podrían atrapar virus, proteínas y cadenas de ADN

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Investigadores de la UPV y la UV que trabajan en el desarrollo de las nanopinzas ópticas

El equipo de investigación valenciano diseño ya en 2008 las Lentes del Diablo, con una estructura fractal que en matemáticas se conoce como 'Escalera del Diablo'. Comparadas con las lentes convencionales difractivas presentan ciertas ventajas, como aumentar la profundidad de campo y reducir las aberraciones cromáticas.

Para el desarrollo de las nuevas pinzas ópticas proponen la utilización de "Lentes-vórtice del Diablo", que permitirían controlar, atrapar trasladar y pequeños volúmenes de materia, una escala micrométrica (una micra es una millonésima parte de un metro).

Con estas nuevas lentes, aunque la partícula esté en movimiento, la luz genera un campo de fuerzas que permite que atraparla, de modo que se pueda analizar en sistemas de microscopía. "Además, se podrán direccionar las partículas materia manipular y que está en contínuo movimiento cuyo y un control de esa escala resulta muy complicado", explica Juan Antonio Monsoriu, investigador del Centro de Tecnologías Físicas de la UPV.

Las "lentes-difractivas vórtice" existentes hasta la fecha combinaban una lente difractiva convencional con una máscara especial de forma Helicoide. Estas máscaras son a su vez un tipo de lentes cuya geometría recuerda la de una rampa en espiral. Estos sistemas focalizan la luz en un vórtice óptico intensidad que en es algo parecido a un "donuts" de luz que permiten atrapar a la materia en su interior.

El trabajo de los investigadores valencianos fue publicado en noviembre de 2009 por Optics Express, una de las mejores revistas científicas en este campo. Además, en ese mismo mes fue uno de los artículos más descargados desde la página web de la Sociedad Americana de Óptica y una de las figuras del artículo fue seleccionada como "Imagen de la semana":

Tal ha sido la novedad del artículo, ahora que la revista Nature Photonics publica en su número de febrero una reseña del trabajo. "De momento es sólo una propuesta teórica pero con grandes posibilidades experimentales", concluye Juan Antonio Monsoriu.

Adiós a la lente difractiva convencional

La propuesta de los investigadores valencianos, las "lentes-vórtice del diablo", ha consistido en sustituir la lente difractiva convencional por las "Lentes del Diablo", lo que permitira generar, en vez de un vórtice aislado, una cadena de vórtices, es decir, un conjunto de donuts de luz alineados en un mismo eje. "De esta manera es posible generar un confinamiento (trampa óptica) volumétrico y múltiple, en el que el diámetro de los donuts puede ajustarse según el diseño de la lente.

Una de las características de los vórtices ópticos es que, además de atrapar a las partículas, la luz es capaz de imprimirles un movimiento de Rotación. Esta peculiar geometría permitira también trasladar las partículas con la cadena de vórtices generada con este elemento óptico", explica Monsoriu.

Ello supone disponer de una nueva herrmienta en micro y nanotecnología muy versátil y por lo tanto con múltiples campos de aplicación en biología y física. Por ejemplo, en este último campo podrán utilizarse en tareas de clasificación celular.