テレポート、クローン作成、不可視化と同様に、トラクター ビームは、私たちの多くが現実になればと願う古い SF 映画の常套句の 1 つです。しかし、マサチューセッツ工科大学（MIT）の一部の研究者は、チップ上に収まるほど小さい小型のトラクタービームを発明したところだ。スター・ウォーズのように戦艦全体を牽引することはまだできませんが、細胞や DNA などの生物学的粒子を操作することは可能です。
MIT は、チップ表面から 5 ミリメートル以上の位置に貫通ビームを集束させる、チップベースの光トラクター ビームを作成しました。これは大したことではないように聞こえるかもしれませんが、チップの数ミクロン以内でしか機能しなかった以前の統合型「光ピンセット」と比較すると、画期的な製品です。これらの古い方法では基本的に、滅菌ガラス容器 (生物学的実験で一般的に使用される) から細胞を取り出し、チップの表面に直接配置するため、汚染のリスクが高まりました。
このブレークスルーにより、これらの制限が変わります。 MIT のより広範なデバイスは、生物学的サンプルを正確に捕捉し、標準のカバーガラス容器に密封しながら、ガラスを通してサンプルの周りを移動させることができます。プロセス全体が清潔で無菌に保たれます。
マイクロトラクタービームがどのように機能するかというと、統合型光フェーズドアレイと呼ばれるシリコンフォトニックコンポーネントに依存しています。半導体製造プロセスを使用して、チップ上に小さなアンテナのアレイを作成します。これらのアンテナを組み合わせると、各アンテナ素子を駆動する光信号のタイミングを調整するだけで、集束ビームを形成し方向付けることができます。
MITのプレスリリースにあるように、チームによれば、このシステムは「以前のデモンストレーションよりも桁違いに優れている」という。
もう 1 つの大きな改善点は、この新しいシステムによってトラクター ビームの機能が初めてチップ サイズに縮小されたことです。同じ目的の一般的な設計は、範囲が限られているだけでなく、かなり大きくなり、研究室に大型の顕微鏡を設置したり、光を形作ったり制御したりするための複数の装置が必要になります。
彼らの発明をテストするために、MIT エンジニアはまずこのチップを使用して小さなポリスチレン球 (実験で使用される参照粒子) を捕捉し、操作しました。それが機能すると、生きたがん細胞を捕捉して移動させる作業に進みました。
まだ初期段階にありますが、生物学研究、さらには臨床応用に与える潜在的な影響は非常に大きいです。このビームは、DNA の分析、細胞の分類、病気のメカニズムの研究に使用でき、さまざまな新しい実験ツールや診断ツールに使用できます。
研究者らはまた、調整可能なビーム焦点の追加、複数の捕捉点の同時使用、さまざまな生物学的システムへの適用などの目標を掲げて、システムの改良を続けたいと考えている。