Перегляд вихідного коду сторінки Оптичний пінцет

'''Опти́чний пінце́т''' ({{lang-en|Laser tweezers}}), інколи «'''опти́чні щи́пці'''», «'''ла́зерні щи́пці'''» або «'''опти́чна па́стка'''»&nbsp;— науковий прилад, що дозволяє маніпулювати мікроскопічними об'єктами за допомогою [[лазер]]ного світла (зазвичай [[Лазерний діод|лазерного діода]]). Дозволяють прикладати до [[Діелектрики|діелектричних]] об'єктів сили, величиною від [[ньютон|фемтоньютонів]] до наноньютонів і вимірювати відстані від кількох [[нанометр]]ів до [[мікрометр]]ів. В останні роки оптичний пінцет став популярним знаряддям у [[біофізика|біофізиці]], де його використовують при дослідженні структури та принципу роботи [[Білки|білків]]<ref name="NKJ201812">{{статья|автор=Алексей Понятов|ссылка=https://www.nkj.ru/archive/articles/35002/|заглавие=Манипулируя светом|издание=[[Наука и жизнь]]|год=2018|номер=12|страницы=2—9}}</ref><ref>A. C. De Luca, G. Volpe, M. Drets, M I. Geli, G. Pesce, G. Rusciano, A. Sasso, D. Petrov. Real-time actin-cytoskeleton depolymerization detection in a single cell using optical tweezers. Optic express 15 (13), 7922-7932 (2007) https://doi.org/10.1364/OE.15.007922</ref>.

2018 року творцям оптичного пінцета присуджено Нобелівську премію з фізики «за винайдення оптичного пінцета та його застосування в біологічних системах»<ref name="Physics2018">{{cite web|url=https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2018/summary/|title=The Nobel Prize in Physics 2018|publisher=[[Фундація Нобеля]]|accessdate=2018-10-02|lang=en|archive-date=2020-05-22|archive-url=https://web.archive.org/web/20200522204842/https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2018/summary/|deadlink=no}}</ref>.

== Історія ==
Ще в [[XVII століття|XVII столітті]] висловлювалися припущення, що світло може чинити [[тиск]] на речовину. В роботі «De Cometis» [[Німеччина|німецький]] [[астрономія|астроном]] [[Йоганн Кеплер|Кеплер]] висунув думку, що хвости [[комета|комет]] відхиляються під дією сонячного світла. Хоча пізніше виявилося, що це не єдиний механізм такого відхилення, ідея Кеплера стала важливою для розвитку астрономії. Наприклад, дослідження показали, що світловий ([[Світловий тиск|радіаційний)]] тиск&nbsp;— один з найголовніших механізмів, які відповідають за динаміку частинок в міжзоряному просторі. Через два сторіччя [[Джеймс Клерк Максвелл|Максвелл]] за допомогою своєї [[рівняння Максвелла|теорії електромагнітних явищ]] розрахував величину світлового тиску. Експериментальні дослідження, які [[1900]] року провів [[Російська імперія|російський]] фізик [[Лебедєв Петро Миколайович|Лебедєв]], підтвердили існування тиску світла.

Після відкриття [[Басов Микола Геннадійович|Басовим]] та [[Прохоров Олександр Михайлович|Прохоровим]] у [[1953]] році принципу дії [[лазер]]а, з'явилося джерело світла, достатньо потужне та з пучком світла, достатньо колімованим для маніпулювання макроскопічними об'єктами.
Але тільки [[1970]] року в науковій літературі з'явилися публікації співробітника [[Лабораторії Белла|Bell Labs]] [[Артур Ешкін|Артура Ешкіна]], в яких повідомлялося про реєстрацію оптичних сил розсіяння і градієнтних сил на частинках мікронних розмірів<ref name=ashkin_PRB_1970>{{cite journal| url = http://prola.aps.org/abstract/PRL/v24/i4/p156_1 | journal = Phys. Rev. Lett.| volume= 24 | pages = 156 - 159 | year = 1970 | issue = 4 |title = Acceleration and Trapping of Particles by Radiation Pressure | author = A. Ashkin}}</ref>. Через кілька років Ешкін із колегами повідомили про перше спостереження того, що зараз називають оптичною пасткою, тобто пучка світла, сфокусованого так, що він може стійко утримувати мікроскопічні частинки (10 нм—10 мкм) у трьох вимірах<ref>{{cite journal| url = http://www.nature.com/nature/journal/v330/n6150/abs/330769a0.html;jsessionid=6618780D555856CAA0D19AA97FEB50C6 | title = Optical trapping and manipulation of single cells using infrared laser beams | author = Ashkin A, Dziedzic JM, Yamane T. | journal = Nature | year = 1987 | volume = 330 | issue = 6150| pages = 769-771 | pmid = 3320757}}</ref>.

Подібний принцип використовують і для [[лазерне охолодження|лазерного охолодження]], методу зниження [[температура|температури]] атомів у оптичній пастці до значень, недосяжних іншими засобами, запропонований [[1968 у науці|1968]] року [[Союз Радянських Соціалістичних Республік|радянським]] фізиком {{Не перекладено|Летохов Владилен Степанович|Летоховим|ru|Летохов, Владилен Степанович}} і реалізований [[1978 у науці|1978]] року тією ж групою Ешкіна. Колишній співробітник Ешкіна [[Стівен Чу]] продовжив дослідження і [[1997 у науці|1997]] року отримав за цю роботу [[Нобелівська премія|Нобелівську премію]].

У 1980-х роках {{Не перекладено|Стівен Блок|Стівен Блок|en|Steven Block}} і {{Нп|Говард Берг|3=en|4=Howard Berg}} уперше застосували технологію оптичного пінцета в [[біологія|біології]] для того, щоб утримати [[Бактерії|бактерію]] з метою дослідження бактеріальних [[джгутик]]ів<ref>{{cite journal | author = Ashkin A, Dziedzic JM. | url = http://www.sciencemag.org/cgi/reprint/235/4795/1517.pdf | title = Optical trapping and manipulation of viruses and bacteria | journal = Science | year = 1987 | volume = 235 | issue = 4795 | pages = 1517-2150 | pmid = 3547653 | accessdate = 17 лютого 2008 | archive-date = 30 вересня 2007 | archive-url = https://web.archive.org/web/20070930204642/http://www.sciencemag.org/cgi/reprint/235/4795/1517.pdf }}</ref>. Вже в 1990-х роках дослідники {{Не перекладено|Карлос Бустаманте||en|Carlos Bustamante}}, {{Нп|Джеймс Спудіч||en|James Spudich}} і Стівен Блок застосували метод оптичної {{Нп|Силова спектроскопія|силової спектроскопії|en|Force spectroscopy}} для дослідження [[молекулярний мотор|біологічних двигунів молекулярного масштабу]]. Ці молекулярні двигуни всюдисущі в природі і відповідають за переміщення та механічні дії в [[клітина|клітині]]. Оптичні пастки дозволили цим [[біофізика]]м спостерігати динаміку молекулярних двигунів, розглядаючи одну вибрану молекулу окремо від інших. Оптична силова спектроскопія дозволила краще зрозуміти природу рушійних сил, які діють у молекулі й мають стохастичну (випадкову) природу.

Оптичний пінцет виявився корисними і в інших галузях біології. Наприклад, [[2003]] року метод оптичного утримання використано для {{Нп|сортування клітин|3=en|4=Cell sorting}}. Створюючи в ділянці, наповненій мікробіологічним зразком, світлову картину великої інтенсивності, можна сортувати клітини за їхніми власними оптичними характеристиками<ref name=MacDonald>{{cite journal | url = http://www.nature.com/nature/journal/v426/n6965/full/nature02144.html | author = MacDonald MP, Spalding GC, Dholakia K. | title = Microfluidic sorting in an optical lattice | journal = Nature | year = 2003 | volume = 426 | issue = 6965 | pages = 421-424 | pmid = 14647376 | accessdate = 17 лютого 2008 | archive-date = 11 червня 2009 | archive-url = https://web.archive.org/web/20090611125721/http://www.nature.com/nature/journal/v426/n6965/full/nature02144.html }}</ref><ref name=GrierLab>{{cite web|url=http://physics.nyu.edu/grierlab/peristalsis2b/|title=Optical Peristalsis|author=Brian A. Koss and David G. Grier|year=2003|archiveurl=https://web.archive.org/web/20060902040438/http://physics.nyu.edu/grierlab/peristalsis2b/|archivedate=2006-09-02|accessdate=2006-05-26|deadurl=yes}}</ref>. Оптичний пінцет також використано для дослідження [[цитоскелет]]а, вимірювання [[в'язкоеластичність|в'язкоеластичних]] властивостей [[біополімери|біополімерів]] та вивчення рухливості клітин.

2018 року Артур Ешкін, [[Жерар Муру]] і [[Донна Стрікленд]] отримали нобелівську премію за розробку і застосування оптичного пінцета<ref>{{Cite web |url=https://life.pravda.com.ua/society/2018/10/2/233407/ |title=Нобеліську премію цього року вручили за лазерну фізику - pravda.com.ua |accessdate=2 жовтня 2018 |archive-date=2 жовтня 2018 |archive-url=https://web.archive.org/web/20181002180603/https://life.pravda.com.ua/society/2018/10/2/233407/ }}</ref>.

== Фізичні принципи ==

=== Загальний огляд ===
Маленькі [[Діелектрики|діелектричні]] сфери взаємодіють з [[електричне поле|електричним полем]], створеним [[світло]]вою хвилею, завдяки наведеному [[Електричний дипольний момент|дипольному моменту]]. В результаті взаємодії цього диполя з полем, сфера втягується уздовж [[градієнт]]у електричного поля до точки найвищої [[інтенсивність світла|інтенсивності]] світла. Крім градієнтної сили, на сферу також діє [[Розсіювання світла сферичною частинкою|розсіювальна]] сила, викликана [[Відбиття (фізика)|відбиттям]] світла від її поверхні. Ця сила штовхає сферу вздовж пучка світла. Проте, якщо промінь сильно сфокусований, градієнт інтенсивності долає силу світлового тиску<ref>{{cite web|url=http://www.st-andrews.ac.uk/%7Eeutrap/tweezer.htm|title=What are optical tweezers?|work=Atom 3D|deadurl=yes|accessdate=26 травня 2006|archiveurl=https://web.archive.org/web/20070107172934/http://www.st-andrews.ac.uk/~eutrap/tweezer.htm|archivedate=7 січня 2007}}</ref>.

Детальніший аналіз, проведений Ешкіном, базується на двох механізмах, дія яких залежить від розміру частинки. З теорії [[Розсіяння світла|розсіювання]] відомо, що частинка в повітрі, залежно від свого розміру, розсіює світло по-різному. Якщо розмір розсівних частинок набагато менший, ніж [[довжина хвилі]] світла, це розсіювання називають [[Релеївське розсіювання|релеївським]] (від імені [[Велика Британія|британського]] фізика лорда [[Джон Вільям Стретт (лорд Релей)|Релея]]). Релеївське розсіювання зростає із збільшенням частоти електромагнітної хвилі, тому при розсіюванні білого світла розсіяне світло матиме блакитний відтінок. Відповідно світло, яке проходить прямо має червоний відтінок. Цей ефект спричиняє червоні барви заходу сонця і блакитний колір неба. Коли світло розсіюється на частинках (пил, дим, водяні крапельки), розмір яких більший, ніж довжина хвилі світла, закони розсіювання складніші. В загальному випадку задачу про [[Розсіювання світла сферичною частинкою|розсіювання світла сферою]], незалежно від розмірів сфери, розв'язав німецький фізик [[Густав Мі]]. Розсіюванням Мі пояснюють білизну [[хмара|хмар]].

Використовуючи ці ідеї, Ешкін запропонував аналізувати оптичне мікроманіпулювання двома окремими методами, а саме, підходом [[Фізична оптика|фізичної оптики]] для великих частинок (діаметр частинки d > λ, де λ&nbsp;— [[довжина хвилі]] світла) і наближенням [[диполь|електричного диполя]] для релеївських частинок (d < λ).

==== Фізична оптика ====
[[Файл:Optical_Trap_Ray_Optics_Explanation.jpg|праворуч|міні|250x250пкс|'''Пояснення на основі фізичної оптики'''. Коли кулька зміщується від центра пучка, як на малюнку (a), найбільша зміна імпульсу променів з більшою інтенсивністю викликає появу сили, спрямованої до центра пастки. Коли кулька розташована в центрі пучка, як показано на малюнку (b), сила напрямлена в бік звуження]]
Підхід хвильової оптики до процесів заломлення і відбиття світла від мікросфери дозволяє проаналізувати втягування в оптичну пастку (див. малюнок).

Найпростіше зрозуміти сили, які діють на мікроскопічну частинку з боку сфокусованого променя, можна використовуючи принципи [[геометрична оптика|геометричної оптики]]. Попадаючи на частинку промінь відбивається і заломлюється. При цьому змінюється напрям його руху, а отже й [[Імпульс (механіка)|імпульс]] [[фотон]]ів. За [[Закон збереження імпульсу|законом збереження імпульсу]], зміна імпульсу передається частинці.

Використовуючи просту діаграму променів і розглядаючи напрямки імпульсів відбитих і заломлених променів, можна помітити, що на мікросферу діють дві різні оптичні сили. Як видно з діаграми, результуюча сила тягне сферу в напрямку області найвищої інтенсивності променя. Цю силу називають '''градієнтною'''. Крім того, на сферу діє світловий тиск, штовхаючи її в напрямку падіння променя.

У своєму першому експерименті Ешкін<ref name=ashkin_PRB_1970/> використав міліватний [[гаусівський пучок]] одномодового (TEM<sub>00</sub>) [[аргоновий лазер|аргонового лазера]] з довжиною хвилі 514,5 нм, сфокусованого в пляму діаметром ''w''<sub>0</sub>&nbsp;=&nbsp;6,2 мкм. Він рухав за допомогою цього пучка [[латекс]]ні кулі діаметром 0,51; 1,31 і 2,68 мкм у воді й повітрі. Для куль радіусом ''r''&nbsp;=&nbsp;1,31&nbsp;мкм, поміщених у воду, за потужності лазера ''P''&nbsp;=&nbsp;19&nbsp;мВт швидкість куль досягала 26&nbsp;мкм/с. А з оцінки за формулою
: <math>v = \frac{2qPr}{3\pi cw_0^2\eta},</math>
де ''q''&nbsp;— частка світла, ефективно відбитого від сфери (0,062), ''c''&nbsp;— швидкість світла, η&nbsp;— [[динамічна в'язкість]] рідини (1 мПа·с для води) виходить 29 мкм/с. А відповідна сила, що діє на частинку, виходить із [[закон Стокса|закону Стокса]]
: <math>F = 6\pi r \eta v</math>
і становить 730&nbsp;фН.

У повітрі найбільша швидкість крапель води діаметром 5&nbsp;мкм за потужності лазера 50 мВт склала 0,25&nbsp;см/c<ref name=ashkin_PRB_1970/>.

Щоб досліджуваний об'єкт залишався нерухомим, необхідно скомпенсувати силу, зумовлену тиском світла. Це можна зробити, використовуючи два зустрічні пучки світла, які штовхатимуть кулю в протилежних напрямках, або за допомогою сильно сфокусованого [[гаусівський пучок|гаусівського пучка]] (з високою [[числова апертура|числовою апертурою]], NA>1.0). В цьому випадку світловий тиск компенсується високою градієнтною силою.
[[Файл:Optical tweezers and RNA-polymerase uk.gif|міні|праворуч|280px|Схема експерименту з вимірювання сил, які діють на [[РНК-полімераза|РНК-полімеразу]], що рухається уздовж [[ДНК]].]]

З іншого боку, в релеївському режимі, форма частинок несуттєва. Взагалі, для найменших частинок потрібна найменша сила притягання. В більшості випадків, для пояснення робочого механізму оптичного пінцета для будь-якої форми частинок застосовують модель наведеного диполя. Електромагнітна хвиля індукує диполь, або [[Поляризація діелектриків|поляризацію]], в діалектичній частинці. Сила взаємодії цього диполя зі світлом спричиняє виникнення градієнтної сили притягання.

Детальніше про прилад із оптичною пасткою в лабораторії Стівена Блока можна дізнатися на сайті Стенфордського університету<ref>{{cite web|work=Block lab. Cells: A Laboratory Manual|url=http://www.stanford.edu/group/blocklab/cshl-chap.html|title=Construction of optical tweezers|archiveurl=https://web.archive.org/web/20060320044844/http://www.stanford.edu/group/blocklab/cshl-chap.html|archivedate=2006-03-20|accessdate=2006-05-26|deadurl=yes}}</ref>.

==== Наближення електричного диполя ====
У випадках, коли діаметр спійманої в пастку частинки значно менший, ніж довжина хвилі світла, умови задовольняють [[Релеївське розсіювання|умову розсіювання Релея]], і частинку можна розглянути як точковий [[диполь]] у неоднорідному [[Електромагнітне поле|електромагнітному полі]]. Сила, що діє на заряджену частинку в електромагнітній області, відома як [[сила Лоренца]]:
: <math>\mathbf{F}_1 = q\left(\mathbf{E}_1 + \frac{d\mathbf{x}_1}{dt} \times \mathbf{B}\right).</math>

Сила, що діє на диполь, обчислюється за сумою сил, що діють на окремі заряди.: <math>\mathbf{F} = \mathbf{F}_1 + \mathbf{F}_2</math>,
: <math>\mathbf{F} = q\left(\mathbf{E}_1(x, y, z) - \mathbf{E}_2(x, y, z) + \frac{d(\mathbf{x}_1 - \mathbf{x}_2)}{dt} \times\mathbf{B}\right).</math>

Через невелику відстань <math>\mathbf{d} = \mathbf{x}_1 - \mathbf{x}_2</math> між зарядами в диполі можна розкласти напруженість електричного поля поблизу першого заряду:
: <math>\mathbf{F} = q\left(\mathbf{E}_1(x, y, z) + (\mathbf{d} \cdot \nabla)\mathbf{E} - \mathbf{E}_1(x, y, z) + \frac{d\mathbf{d}}{dt} \times \mathbf{B}\right).</math>
Зауважте, що <math>\mathbf{E}_1</math> скорочується. Розкриваючи дужки та замінюючи добуток заряду <math>q</math> на відстань <math>\mathbf{d}</math> [[Поляризація хвиль|поляризацією]] диполя <math>\mathbf{p} = q\mathbf{d}</math>, маємо
: <math>\mathbf{F} = (\mathbf{p} \cdot \nabla)\mathbf{E} + \frac{d\mathbf{p}}{dt} \times \mathbf{B} = \alpha\left[(\mathbf{E} \cdot \nabla)\mathbf{E} + \frac{d\mathbf{E}}{dt} \times \mathbf{B}\right],</math>
де у другій рівності припущено, що поляризація частинки є лінійною функцією напруженості електричного поля (тобто <math>\mathbf{p} = \alpha\mathbf{E}</math>).

Якщо тепер скористатися [[Векторне числення|рівнянням із векторного аналізу]]
: <math>(\mathbf{E} \cdot \nabla)\mathbf{E} = \nabla\left(\frac{1}{2} E^2\right) - \mathbf{E} \times (\nabla \times \mathbf{E})</math>
і [[Електромагнітна індукція|одним із рівнянь Максвелла]],
: <math>\nabla \times \mathbf{E} = -\frac{\partial\mathbf{B}}{\partial t},</math>
отримаємо
: <math>\mathbf{F} = \alpha\left[\frac{1}{2} \nabla E^2 + \frac{d}{dt} (\mathbf{E} \times \mathbf{B})\right].</math>

Другий доданок в останній рівності&nbsp;— похідна за часом величини, яка пов'язана через сталий множник із [[Вектор Пойнтінга|вектором Пойнтінга]], який описує потужність випромінювання, що проходить через одиничну площу. Припускаючи, що потужність лазера не залежить від часу, похідна цього доданку&nbsp;— нуль, і сила запишеться як<ref>Gordon J. P. Radiation forces and Momenta in Dielectric Media Phys. Rev. A '''8''', 14 (1973) {{DOI|10.1103/PhysRevA.8.14}}.</ref>
: <math>\mathbf{F} = \frac{1}{2} \alpha\nabla E^2.</math>

Квадрат величини напруженості електричного поля дорівнює інтенсивності променя як функції координат. Тому результат вказує, що сила, яка діє на діелектричну частинку, в наближенні точкового диполя, пропорційна градієнту інтенсивності пучка. Інакше кажучи, описана тут сила приводить до тяжіння частинки в область з найвищою інтенсивністю. Насправді сила, що виникає при розсіюванні світла залежить лінійно від інтенсивності променя, поперечного перерізу частинки і [[Показник заломлення|показника заломлення]] середовища, в якому міститься пастка (наприклад, вода), діє проти градієнтної сили в напрямі осі пастки, приводячи до деякого зміщення вниз від положення максимуму інтенсивності.

==== Наближення гармонічного потенціалу ====
Корисний спосіб вивчити взаємодію атома з пучком Гаусса&nbsp;— наближення гармонійного потенціалу профілю інтенсивності, який діє на атом. У випадку дворівневого атома цей потенціал пов'язаний із його {{Нп|Ефект Аутлера — Таунса|зсувом Аутлера — Таунса|en|Autler–Townes effect}},

:: <math> \mathbf{\Delta E}_{\text{AC Stark}} = \frac{3 \pi c^2 \Gamma \mu}{2 \omega_0^3 \delta} \mathbf{I(r,z)}</math>

де <math>\Gamma</math>&nbsp;— природна ширина лінії збудженого стану, <math>\mu</math>&nbsp;— електричний дипольний зв'язок, <math>\omega_o</math>&nbsp;— частота переходу, <math>\delta</math>&nbsp;— розладування або різниця між частотою лазера та частотою переходу.

Інтенсивність профілю гаусового променя характеризується довжиною хвилі <math>(\lambda)</math>, найменшим звуженням <math>(w_o)</math> і потужністю променя <math>(P_o)</math>. Профіль променя визначають такі формули:

:: <math> I(r,z)=I_0 \left (\frac{w_0}{w(z)}\right ) ^2 e^{-\frac{2 r^2}{w^2(z)}}</math>

:: <math> w(z)=w_0 \sqrt{1+\left(\frac{z}{z_R}\right)^2}</math>

:: <math> z_R = \frac{\pi w_0^2}{\lambda}</math>

:: <math>P_0 = \frac{1}{2} \pi I_0 w_0^2 </math>

Щоб апроксимувати цей гаусівський потенціал як у радіальному, так і в осьовому напрямках променя, профіль інтенсивності слід розширити до другого порядку за <math>z</math> і <math>r</math> для <math>r=0</math> і <math>z=0</math> відповідно і прирівняти до гармонічного потенціалу <math>\frac{1}{2}m(\omega_z^2 z^2 + \omega_r^2 r^2) </math>. Ці розширення оцінюються за умови фіксованої потужності.

:: <math>\frac{1}{2!}\frac{\partial^2 I}{\partial z^2} \Biggr |_{r,z=0}z^2=\frac{2 P_0 \lambda^2}{\pi^3 w_0^6} z^2=\frac12 m \omega_z^2 z^2</math>

:: <math>\frac{1}{2!}\frac{\partial^2 I}{\partial r^2} \Biggr |_{r,z=0}r^2=\frac{4 P_0}{\pi w_0^4} r^2=\frac12 m \omega_r^2 r^2</math>

Це означає, що при розв'язанні для гармонійних частот (або частот пасток, коли розглядаються оптичні пастки для атомів), частоти подано як:

:: <math>\omega_r = \sqrt{\frac{8 P_0}{\pi m w_0^4}}</math>

:: <math>\omega_z = \sqrt{\frac{4 P_0\lambda^2}{m \pi^3 w_0^6}}</math>

так що відносні частоти захоплення для радіального та осьового напрямків як функція лише звуження променя, як:

:: <math>\frac{\omega_r}{\omega_z}=\sqrt{2}\frac{w_0 \pi}{\lambda}</math>

=== Оптична левітація ===
Щоб підняти частинку в повітрі, спрямованій вниз силі тяжіння мають протидіяти сили, що виникають від передання [[Імпульс (механіка)|імпульсу]] [[фотон]]а. Як правило, [[Світловий тиск|тиск фотонного випромінювання]] сфокусованого лазерного променя достатньої інтенсивності протидіє спрямованій вниз силі тяжіння, а також запобігає латеральній (з боку в бік) і вертикальній нестабільності, створюючи стабільну ''оптичну пастку'', здатну утримувати дрібні частинки в завислому стані.

У цьому типі експерименту використовуються прозорі [[Діелектрики|діелектричні]] мікросфери (діаметром від кількох до 50&nbsp;мкм), такі як кульки з [[Кварцове скло|плавленого кремнезему]], краплі олії чи води. [[Довжина хвилі]] лазерного випромінювання може бути фіксованою, як у [[Аргоновий лазер|аргонового іонного лазера]] або регульованого [[Лазер на барвниках|лазера на барвнику]]. Необхідна [[потужність]] лазера становить близько 1&nbsp;[[Ват|Вт]], сфокусована в пляму розміром кілька десятків мікрометрів. Явища, пов'язані з {{Нп|Морфологічно залежний резонанс|морфологічно залежними резонансами|en|Morphology-dependent resonance}} в сферичній [[Оптичний резонатор|оптичному резонаторі,]] вивчали кілька дослідницьких груп.

Для блискучого об'єкта, такого як металева мікросфера, стабільної оптичної левітації не досягнуто. Оптична левітація макроскопічного об'єкта також теоретично можлива<ref>{{Cite journal|last=Guccione|first=G.|last2=M. Hosseini|last3=S. Adlong|last4=M. T. Johnsson|last5=J. Hope|last6=B. C. Buchler|last7=P. K. Lam|date=July 2013|title=Scattering-Free Optical Levitation of a Cavity Mirror|journal=Physical Review Letters|volume=111|issue=18|pages=183001|arxiv=1307.1175|bibcode=2013PhRvL.111r3001G|doi=10.1103/PhysRevLett.111.183001|pmid=24237512}}</ref> і може бути посилена за допомогою наноструктурування<ref>{{Cite journal|last=Ilic|first=Ognjen|last2=Atwater|first2=Harry, A.|date=April 2019|title=Self-stabilizing photonic levitation and propulsion of nanostructured macroscopic objects|url=https://authors.library.caltech.edu/92395/3/41566_2019_373_MOESM1_ESM.pdf|journal=Nature Photonics|language=en|volume=13|issue=4|pages=289–295|bibcode=2019NaPho..13..289I|doi=10.1038/s41566-019-0373-y|issn=1749-4893}}</ref>.

Успішно піднято такі матеріали, як чорний луг, оксид алюмінію, вольфрам і нікель<ref>{{Cite journal|last=Smalley|first=D. E.|last2=Nygaard|first2=E.|last3=Squire|first3=K.|last4=Van Wagoner|first4=J.|last5=Rasmussen|first5=J.|last6=Gneiting|first6=S.|last7=Qaderi|first7=K.|last8=Goodsell|first8=J.|last9=Rogers|first9=W.|date=January 2018|title=A photophoretic-trap volumetric display|journal=Nature|volume=553|issue=7689|pages=486–490|bibcode=2018Natur.553..486S|doi=10.1038/nature25176|issn=0028-0836|pmid=29368704|doi-access=free}}</ref>.

== Будова оптичного пінцета ==

=== Оптичний пінцет на альтернативних лазерних модах ===

Перший оптичний пінцет працював на одному гаусівському пучку (фундаментальна лазерна мода TEM<sub>00</sub>). 1986 року А. Ешкін<ref>{{cite journal | author = Ashkin A. | title = Optical trapping and manipulation of neutral particles using lasers | journal = Proc Natl Acad Sci U S A | year = 1997 | volume = 94 | issue = 10 | pages = 4853-4860 | pmid = 9144154 | url = http://www.sci.ccny.cuny.edu/~gunner/Pages-422/PDF/motor/pnas97.ashkin.pdf | accessdate = 2011-01-07 | archiveurl = https://web.archive.org/web/20150924095237/http://www.sci.ccny.cuny.edu/~gunner/Pages-422/PDF/motor/pnas97.ashkin.pdf | archivedate = 2015-09-24 | deadurl = yes }}</ref> розвинув концепцію однопучкового оптичного пінцета, що діють за рахунок використання [[лазерні моди|лазерних мод]] високого порядку, тобто ермітівських гаусівських пучків (TEM<sub>xy</sub>), лагерівських гаусівських пучків (Lg, TEM<sub>pl</sub>) і {{нп|Промінь Бесселя|бесселівських пучків||Bessel beam}} (Jn).

Оптичний пінцет на лагерівських гаусівських пучках має унікальну можливість втягування в пастку частинок з високим оптичним відбиттям і поглинанням. Лагерівські гаусівські пучки також мають власний [[Момент імпульсу|кутовий момент]], який уможливлює обертання частинок<ref>{{cite web|url=http://physics.nyu.edu/grierlab/vortex5b/|title=Structure of Optical Vortices|author=Jennifer E. Curtis and David G. Grier|work=New York University: David Grier's Home Page|archiveurl=https://web.archive.org/web/20060902040538/http://physics.nyu.edu/grierlab/vortex5b/|archivedate=2006-09-02|accessdate=2006-05-26|deadurl=yes}}</ref><ref name=Glasgow>{{cite web|work=University of Glasgow: Optics Group|title=Optical Trapping|url=http://www.physics.gla.ac.uk/Optics/projects/tweezers/|accessdate=2011-01-07|archiveurl=https://www.webcitation.org/6HWmNRAx7?url=http://www.gla.ac.uk/schools/physics/research/groups/optics/research/opticaltweezers/|archivedate=2013-06-20|deadurl=yes}}</ref>. Цей ефект спостерігається без зовнішнього механічного або електричного регулювання променя. Передаючи світло з коловою [[Поляризація електромагнітної хвилі#Циклічна поляризація|поляризацією]] і використовуючи [[хвильова пластинка|хвильову пластинку]], можна надати гаусівському пучку [[спін|спінового орбітального моменту]].

Окрім лагерівських гаусівських пучків, бесселівські пучки як нульового, так і вищих порядків, мають орбітальний момент, а також унікальну властивість утримувати одночасно багато частинок на деякій відстані одна від іншої<ref>{{cite web|url=http://docs.google.com/View?docid=d2r9g3d_4g7xd55#Bessel_Beam|title=Bessel Beam|work=University of St.Andrews: Optical Trapping Group|archiveurl=https://www.webcitation.org/6HWmOecuv?url=https://accounts.google.com/ServiceLogin?service=wise#Bessel_Beam|archivedate=2013-06-20|accessdate=2008-02-17|deadurl=no}}</ref><ref>{{cite journal |author=Garc´es-Ch´avez V., D McGloin, M D Summers, A Fernandez-Nieves, G C Spalding, G Cristobal, and K Dholakia |year=2004 |title=The reconstruction of optical angular momentum after distortion in amplitude, phase and polarization |url=http://www.iop.org/Select/article/-group=month/1464-4258/6/5/016/joa4_5_016.pdf |journal=J. Opt. A: Pure Appl. Opt. |volume=6 |pages=S235–S238 PII: S1464-4258(04)69147-1 |accessdate=2011-01-07}}</ref>.

Орбітальний момент пучків високого порядку також дозволяє їм керувати штучними наномашинами<ref>{{cite journal| author = K. D. Bonin and B. Kourmanov | title = Light torque nanocontrol, nanomotors and nanorockers | journal=Opt. Express | volume = 10 | pages = 984-989 |year = 2002 | url = http://www.opticsinfobase.org/abstract.cfm?URI=oe-10-19-984}}</ref>.

=== Мультиплексний оптичний пінцет ===

Типова установка використовує тільки один або два лазерних промені. Складніші експерименти вимагають одночасної роботи багатьох пасток. Цього можна добитися, використовуючи єдиний лазер, світло якого проходить через акустико-оптичний модулятор або через електронно керовані [[Дзеркало|дзеркала]]. Ці пристрої дозволяють розбити лазерне випромінювання на кілька розділених у часі променів. За допомогою [[дифракція|дифракційних]] оптичних елементів досягають розбиття на кілька променів розділених просторово<ref name=GrierLab/><ref name=Glasgow/><ref>{{cite web|work=Yale University|title=Eric Dufresne Lab|url=http://www.eng.yale.edu/softmatter/|archiveurl=https://web.archive.org/web/20060715092345/http://www.eng.yale.edu/softmatter/|archivedate=2006-07-15|accessdate=2006-05-26|deadurl=yes}}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.ppo.dk/|title=Programmable Phase Optics Group|work=Technical University of Denmark|archiveurl=https://web.archive.org/web/20060525133518/http://www.ppo.dk/|archivedate=2006-05-25|accessdate=2006-05-26|deadurl=yes}}</ref>.
{{clear}}

=== Оптичний пінцет, заснований на оптичних волокнах ===
[[Файл:Optical cell rotator.png|right|thumb|250px|Optical Cell Rotator&nbsp;— волоконна лазерна пастка, в якій можна утримувати та точно орієнтувати живі клітини для томографічної мікроскопії]]
У пристрої цього типу лазерне випромінювання подається через [[Оптоволокно|оптичне волокно]]. Якщо один кінець оптичного волокна має опуклу поверхню, то така форма дозволить сфокусувати світло так, щоб утворити оптичну пастку з високою числовою апертурою<ref>Hu Z., Wang J., Liang J., [http://www.opticsexpress.org/abstract.cfm?URI=OPEX-12-17-4123 «Manipulation and arrangement of biological and dielectric particles by a lensed fiber probe»] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20050819150359/http://www.opticsexpress.org/abstract.cfm?URI=OPEX-12-17-4123 |date=2005-08-19 }}, Optics Express, '''12''', 4123 (2004).</ref>.

Якщо ж кінці волокна не опуклі, лазерне світло розходитиметься, і тому стійку оптичну пастку можна утворити тільки при розміщенні двох кінців волокон з різних боків від оптичної пастки, добиваючись балансу градієнтних сил і сил світлового тиску. Градієнтні сили утримують частинки в поперечному напрямі, тоді як поздовжні сили, зумовлені оптичним тиском двох зустрічних променів компенсуватимуть одна одну. Рівноважна z-позиція кулі в такий пастці&nbsp;— таке положення, де дві сили світлового тиску рівні між собою. Такий оптичний пінцет вперше розробили А.&nbsp;Констебль<ref>A. Constable et al., [http://ol.osa.org/abstract.cfm?id=12016 «Demonstration of a fiber-optical light-force trap»]. Opt. Lett. '''18''', 1867 (1993).</ref> і Дж.&nbsp;Глюк<ref>Guck J. et al., «Optical Deformability of Soft Biological Dielectrics» Phys. Rev. Lett. '''84''', 5451 (2000). {{DOI|10.1103/PhysRevLett.84.5451}}.</ref>, які використовували цю методику для [[розтяг]]нення мікрочастинок. Маніпулюючи вхідною потужністю з обох кінців волокна, можна регулювати розтягувальну силу. Така система може використовуватися для вимірювання [[в'язкоеластичність|в'язкоеластичних]] властивостей клітин. Її чутливість достатня, щоб розрізнити [[фенотип]]и [[цитоскелет]]у. Недавні експерименти продемонстрували
можливість диференціації [[Карцинома|ракових]] клітин від нормальних<ref>{{cite journal | author = Jochen Guck, Stefan Schinkinger, Bryan Lincoln, Falk Wottawah, Susanne Ebert, Maren Romeyke, Dominik Lenz, Harold M. Erickson, Revathi Ananthakrishnan, Daniel Mitchell, Josef Käs, Sydney Ulvick and Curt Bilby | url = http://www.biophysj.org/cgi/content/full/88/5/3689 | title = Optical Deformability as an Inherent Cell Marker for Testing Malignant Transformation and Metastatic Competence | journal = Biophys. J. | volume = 88 | pages = 3689-3698 | year = 2005 | pmid = 15722433 | accessdate = 17 лютого 2008 | archiveurl = https://web.archive.org/web/20071109004942/http://www.biophysj.org/cgi/content/full/88/5/3689 | archivedate = 9 листопада 2007 | deadurl = yes }}</ref>.

=== Оптичний пінцет у сортуванні клітин ===

Одна з найпоширеніших систем сортування клітин використовує метод [[Проточна цитометрія|проточної цитометрії]] та [[флюоресценція|флюоресцентну візуалізацію]]. У цьому методі [[суспензія]] біологічних [[клітина|клітин]] сортується в кілька контейнерів за флюоресцентними характеристиками кожної клітини в потоці. Процесом сортування керує електростатична відхильна система, яка скеровує клітину до певного контейнера зміною напруженості прикладеного електричного поля.

В оптично керованій системі сортування, клітини пропускають через дво- або тривимірні оптичні ґратки. Без поляризації електричним полем клітини сортуються в залежності від того, як вони заломлюють світло. Для створення таких оптичних ґраток група Кішана Долакіа розробила методику використання дифракційної оптики й інших оптичних елементів<ref name=MacDonald/>. З іншого боку, група в Університеті Торонто побудувала сортувальну систему, використовуючи просторовий модулятор світла<ref>{{cite journal| journal = J Biomed Opt.| year = 2001 | volume = 6 | issue= 1 | pages = 14-22 | title= Automated single-cell sorting system based on optical trapping | author = Grover SC, Skirtach AG, Gauthier RC, Grover CP.| pmid = 11178576}}</ref>.

Головний механізм сортування&nbsp;— розташування вузлів оптичної ґратки. Коли потік клітин проходить через оптичну ґратку, на них діють сили тертя і градієнтні сили від найближчих вузлів оптичної ґратки. Змінюючи розташування вузлів, можна створити оптичну доріжку, якою будуть рухатися клітини. Але така доріжка буде ефективною тільки для клітин з певним [[показник заломлення|показником заломлення]]. Лише вони будуть ефективно відхилятися нерівномірним світловим потоком. Регулюючи швидкість потоку клітин і потужність світла можна отримати хороше оптичне сортування клітин.

Для високої ефективності оптичного сортування баланс сил у системі сортування потребує точного [[Юстування приладу|юстування]]. Зараз{{Коли?}} в [[Університет Сент-Ендрюса|Університеті Сент-Ендрюса]] ([[Велика Британія]]) створено велику дослідницьку групу для роботи над цією проблемою. У випадку успіху ця технологія зможе замінити традиційне флюоресцентне сортування клітин<ref>{{cite web |url=http://sta-res.st-andrews.ac.uk/DownloadsPublic/NCDs/NCD%20OPTICAL%20FRACTIONATION%20AND%20SORTING%20C(old).pdf |title=Optical fractionation and sorting |work=University of St. Andrews |deadurl=yes}}{{Недоступне посилання|date=липень 2019|bot=InternetArchiveBot}}</ref>.

=== Оптичний пінцет на еванесцентних полях ===

[[Еванесцентне поле]]&nbsp;— [[електромагнітне поле]], що проникає вглиб поверхні, наприклад, під час [[повне внутрішнє відбиття|повного внутрішнього відбиття]]<ref>{{cite web
 |url         = http://www.olympusmicro.com/primer/java/tirf/evaintensity/
 |title       = Evanescent Field Polarization and Intensity Profiles
 |work        = Olympus Microscopy Resourse center
 |archiveurl  = https://web.archive.org/web/20060721181357/http://www.olympusmicro.com/primer/java/tirf/evaintensity/
 |archivedate = 2006-07-21
 |accessdate  = 2006-05-26
 |deadurl     = yes
}}</ref>. Це [[світлове поле]] згасає за експоненційним законом, проникаючи в матеріал менш ніж на [[довжина хвилі|довжину хвилі]]. Еванесцентне поле знайшло низку застосувань у оптичній мікроскопії нанометрових об'єктів, оптична мікроманіпуляція (оптичний пінцет) стає ще одним його застосуванням.

В оптичному пінцеті неперервне еванесцентне поле може бути створене, коли світло поширюється через оптичний [[хвилевід]] (багаторазове повне внутрішнє відбиття). Отримане еванесцентне поле має напрямлений імпульс, і рухатиме мікрочастинки вздовж напрямку свого поширення. Цей ефект відкрили [[1992 у науці|1992]] року С. Кавата і Т. Сугіура<ref>{{cite journal | url = http://prola.aps.org/abstract/PRL/v83/i22/p4534_1 | journal = Phys. Rev. Lett. | volume = 83 | pages = 4534 - 4537 | year = 1999 | author = K. Okamoto and S. Kawata | title = Radiation Force Exerted on Subwavelength Particles near a Nanoaperture }}{{Недоступне посилання}}</ref>. Вони показали, що поле може зв'язувати частинки в тонкому шарі товщиною близько 100&nbsp;[[Нанометр|нм]]. Це пряме зв'язування поля розглядається як [[тунелювання]] фотонів до частинок через проміжок між світловідбивним середовищем і оптичною [[Призма (оптика)|призмою]]. В результаті виникає напрямлена оптична сила.

Недавня версія оптичного пінцета на еванесцентному полі використовує широку оптичну поверхню, що дозволяє одночасно скеровувати в бажаному напрямі багато частинок, не використовуючи хвилеводу. Цю методику названо безлінзовим оптичним утриманням ({{lang-en|Lensless optical trapping}}, LOT)<ref>{{cite journal| url = http://www.st-andrews.ac.uk/~atomtrap/papers/Reece_APL.pdf| title = Near-field optical micromanipulation with cavity enhanced evanescent waves| author = Peter J. Reece, Veneranda Garcés-Chávez, and Kishan Dholakia| journal = Applied physics letters| volume = 88| pages = 221116| year = 2006| accessdate = 17 лютого 2008| archive-date = 18 квітня 2007| archive-url = https://web.archive.org/web/20070418131534/http://www.st-andrews.ac.uk/~atomtrap/papers/Reece_APL.pdf}}</ref>. Точно напрямленого руху частинок досягають завдяки {{Нп|лінуванню Рончі|3=en|4=Ronchi ruling}}, яке створює в скляній пластинці чіткі оптичні [[Потенціальна яма|потенціальні ями]]. Зараз вчені також працюють над фокусуванням еванесцентних полів.

=== Непрямий підхід до оптичного пінцета ===

Ще один варіант маніпулювання мікрочастинками за допомогою світла розробив Мінг Ву (''Ming Wu''), професор радіотехніки в [[Університет Каліфорнії (Берклі)|Берклі]]. Його система не використовує світлового імпульсу безпосередньо. Натомість частинки, якими потрібно маніпулювати, розташовують неподалік від скляної пластинки, вкритої [[Фотоефект|фотоелектричною]] речовиною. На цю пластинку подають невелику напругу з метою створення на частинках [[електричний заряд|електростатичного заряду]]. Фотоелектрична пластинка освітлюється світлодіодами, потужність яких можна модулювати, проєктуючи на поверхню будь-яке динамічне зображення. Під дією світла фотоелектрична поверхня заряджається і починає притягати або відштовхувати частинки. Маніпуляцію виконують за допомогою зміни електричного поля, що вмикається за допомогою спроектованого зображення.

Одне із застосувань цього методу&nbsp;— сортування живих та мертвих клітин. Воно ґрунтується на тому, що живі клітини наповнені [[Електроліти|електролітом]], а мертві&nbsp;— ні, тому живі та мертві клітини можна легко розділити. Збудована професором Ву система дозволяє одночасно маніпулювати приблизно 10 тисячами клітин або частинок<ref>{{cite news | url = http://technology.newscientist.com/channel/tech/dn8282 | title = The lightest touch | work = NewScientistTech | date = [[8 листопада]] [[2005]] }}{{Недоступне посилання|date=липень 2019 |bot=InternetArchiveBot }}</ref>.

=== Оптичне зв'язування ===

Коли група мікрочастинок утримається монохроматичним лазерним пучком, розташування мікрочастинок у межах оптичної пастки залежить від перерозподілу сил взаємодії між частинками через наведені дипольні моменти. Можна сказати, що кластер мікрочастинок і світло в його межах зв'язані в одне ціле. Перші свідчення про існування оптичного зв'язування повідомила лабораторія {{Нп|Джене Головченко|Джене Головченка|en|Jene Golovchenko}} в [[Гарвардський університет|Гарвардському університеті]]<ref>{{cite journal | url = http://prola.aps.org/abstract/PRL/v63/i12/p1233_1 | journal = Phys. Rev. Lett. | volume = 63 | issue = 12 | pages = 1233 - 1236 | year = 1989 | title = Optical binding | author = Michael M. Burns, Jean-Marc Fournier, and Jene A. Golovchenko }}{{Недоступне посилання}}</ref>.

=== Вимірювання оптичних сил ===

Нині силу притягання мікрочастинок світлом можна виміряти як на одно- так і на двопучковому оптичному пінцеті ([[фотонний силовий мікроскоп]])<ref>{{cite journal| title = Three-Dimensional High-Resolution Particle Tracking for Optical Tweezers by Forward Scattered Light | author = A. Pralle, M. Prummer, E.-L. Florin, E.H.K. Stelzer, AND J.K.H. Horber | journal =  Microsc Res Tech. | year = 1999 | volume = 44 | issue = 5 | pages = 378-86 | pmid = 10090214 | url = https://analyticalsciencejournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/(SICI)1097-0029(19990301)44:5%3C378::AID-JEMT10%3E3.0.CO;2-Z|accessdate=2011-01-07}}</ref><ref>{{cite journal | journal = Biophys J. | year = 1996 | volume = 70 | issue = 4 | pages = 1813-1822 | title = Quantitative measurements of force and displacement using an optical trap | author = Simmons RM, Finer JT, Chu S, Spudich JA. | url = http://www.biophysj.org/cgi/content/abstract/70/4/1813 | pmid = 8785341 | accessdate = 26 травня 2006 | archiveurl = https://web.archive.org/web/20060329030208/http://www.biophysj.org/cgi/content/abstract/70/4/1813 | archivedate = 29 березня 2006 | deadurl = yes }}</ref>. Недавно{{Коли?}} розпочато роботи з вимірювання оптичних сил у [[голографія|голографічному]] оптичному пінцеті з метою досягнення високої точності експерименту<ref>{{cite journal | title = High-precision steering of multiple holographic optical traps | author = Christian Schmitz, Joachim Spatz, and Jennifer Curtis | journal = Optics Express | volume = 13 | issue = 21 | pages = 8678-8685 | url = http://www.opticsexpress.org/abstract.cfm?URI=OPEX-13-21-8678 | accessdate = 26 травня 2006 | archiveurl = https://web.archive.org/web/20051222080805/http://www.opticsexpress.org/abstract.cfm?URI=OPEX-13-21-8678 | archivedate = 22 грудня 2005 | deadurl = yes }}</ref><ref>{{cite web
 |title       = Performance of optical traps with geometric aberrations
 |url         = http://www.physics.nyu.edu/grierlab/aberration5b/aberration5b.html
 |work        = New York University: David Grier's Home Page
 |archiveurl  = https://web.archive.org/web/20060906071205/http://physics.nyu.edu/grierlab/aberration5b/aberration5b.html
 |archivedate = 2006-09-06
 |accessdate  = 2006-05-26
 |deadurl     = yes
}}</ref><ref>{{cite journal | title = Optimized holographic optical traps | author = Marco Polin, Kosta Ladavac, Sang-Hyuk Lee, Yael Roichman, and David Grier | journal = Optics Express | volume = 13 | issue = 15 | pages = 5831-5845 | url = http://www.opticsexpress.org/abstract.cfm?URI=OPEX-13-15-5831 }}{{Недоступне посилання|date=жовтня 2019 |bot=InternetArchiveBot }}</ref>.

Основний принцип вимірювання оптичної сили оптичного пінцета&nbsp;— передача [[імпульс]]у світла, пов'язана із [[заломлення|заломленням світла]] на частинках. Зміна напрямку поширення світла як у поперечному, так і в поздовжньому напрямках забезпечує силу, що діє на об'єкт. Тому найменшу поперечну силу можна виміряти за відхиленням пучка, який пройшов крізь частинку. Таке відхилення легко вимірюється за допомогою детектора осьової позиції. Найпростіший такий детектор&nbsp;— [[квадрантний фотодіод]]&nbsp;— пластинка, поділена на чотири сектори, з пучком світла сфокусованим у її центрі. Якщо мікрочастинка розташована в центрі оптичної пастки, на сектори фотодіода падає світло однакової інтенсивності і різниця сигналів зі секторів дорівнює 0. Але, якщо на частинку діє зовнішня сила, вона зміщується з положення рівноваги в напрямку дії сили, змінюючи при цьому розподіл інтенсивності на фотодіоді. Відповідно, різниця сигналів зі секторів стане ненульовою і буде пропорційна зовнішній силі.

Такий принцип застосовний до будь-якого оптичного пінцета. Найбільшою проблемою при таких вимірюваннях є шум, спричинений [[броунівський рух|броунівським рухом]]. Однак, цим методом можна вимірювати сили порядку піконьютона та зсув порядку нанометра<ref>{{cite web|title=Optical Tweezers: An Introduction|url=http://www.stanford.edu/group/blocklab/Optical%20Tweezers%20Introduction.htm|work=Stanford University: Block Lab|archiveurl=https://web.archive.org/web/20060427074348/http://www.stanford.edu/group/blocklab/Optical%20Tweezers%20Introduction.htm|archivedate=2006-04-27|accessdate=2006-05-26|deadurl=yes}}</ref>.

== Дослідницькі групи ==
* '''[http://www.st-andrews.ac.uk/~eutrap/ ATOM3D] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20060417170425/http://www.st-andrews.ac.uk/~eutrap/ |date=17 квітня 2006 }}''' об'єднана дослідницька група 7 європейських оптичних лабораторій, які працюють із оптичним пінцетом, підтримувана EC Sixth Framework Programme (FP6).
* ''[http://www.stanford.edu/group/blocklab/PeopleMain.html Лабораторія Блока] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20060423025711/http://www.stanford.edu/group/blocklab/PeopleMain.html |date=23 квітня 2006 }}'', [[Стенфордський університет]], [[Сполучені Штати Америки|США]]
* ''[https://web.archive.org/web/20080818151322/http://alice.berkeley.edu/ Лабораторія Бустаманте]'', [[Університет Каліфорнії (Берклі)|Університет Каліфорнії, Берклі]], США
* ''[http://www.eng.yale.edu/softmatter Лабораторія Дюфресне] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20060715092345/http://www.eng.yale.edu/softmatter/ |date=15 липня 2006 }}'', [[Єльський університет]], США
* ''[http://www.che.udel.edu/research_groups/furst/ Лабораторія Фюрста] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20060511001551/http://www.che.udel.edu/research_groups/furst/ |date=11 травня 2006 }}'', [[Делаверський університет]], США
* ''[http://physics.nyu.edu/grierlab/ Лабораторія Грієра] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20060614125009/http://physics.nyu.edu/grierlab/ |date=14 червня 2006 }}'', [[Нью-Йоркський університет]], США
* ''[https://web.archive.org/web/20060527161105/http://bioweb.bio.uci.edu/sgross/ Лабораторія Гросса]'', [[Університет Каліфорнії в Ірвайні|Університет Каліфорнії, Ірвайн]], США
* ''[http://web.mit.edu/~langlab/ Лабораторія Ленга] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20060809225533/http://web.mit.edu/~langlab/ |date=9 серпня 2006 }}'', [[Массачусетський технологічний інститут|MIT]], США
* ''[http://meiners.biop.lsa.umich.edu/ Лабораторія Майнерса] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110507151932/http://meiners.biop.lsa.umich.edu/ |date=7 травня 2011 }}'', [[Університет Мічигану]], США
* ''[https://web.archive.org/web/20060926135319/http://www.nbi.dk/~tweezer/index.html Лабораторія Оддершеде]'', [[Інститут Нільса Бора]], [[Копенгагенський університет]], [[Данія]]
* ''[http://www.st-and.ac.uk/~atomtrap/ Optical trapping Group] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20021005074118/http://www.st-and.ac.uk/~atomtrap/ |date=5 жовтня 2002 }}'', [[Університет Сент-Ендрюса]], [[Шотландія]], [[Велика Британія]]
* ''[http://www.icfo.es/index.php?section=research2&lang=english&op=show_group_people&group_id=17&nick=Optical%20tweezers Optical Tweezers Group] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20071007054750/http://www.icfo.es/index.php?section=research2&lang=english&op=show_group_people&group_id=17&nick=Optical%20tweezers |date=7 жовтня 2007 }}'', {{Не перекладено|ICFO|ICFO|en|ICFO – The Institute of Photonic Sciences}}
* ''[https://web.archive.org/web/20041010212552/http://www.phys.umu.se/exphys/OpticalTweezers/ Optical Tweezers]'', [[Університет Умео|Університет міста Умео]], [[Швеція]]
* ''[http://www.physics.uq.edu.au/omg/OMG_Main.html UQ Optical Micromanipulation Group] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160304020058/http://www.physics.uq.edu.au/omg/OMG_Main.html |date=4 березня 2016 }}'', [[Університет Квінсленду]], [[Австралія]]
* ''[https://web.archive.org/web/20110927142704/http://www.physics.gla.ac.uk/Optics/ Optics tweezing]'', [[Університет Глазго]], Шотландія
* ''[http://www.isibrno.cz/omitec/ Група OMITEC] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20060716202934/http://www.isibrno.cz/omitec/ |date=16 липня 2006 }}'', [[Інститут наукових приладів]], [[Чехія]]
* ''[https://web.archive.org/web/20060907130332/http://jilawww.colorado.edu/perkinsgroup/research.html Лабораторія Перкінса]'', [[Університет Колорадо у Боулдері|Університет Колорадо, Боулдер]], США
* ''[http://people.ccmr.cornell.edu/~mwang/ Лабораторія Ванга] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20100908101130/http://people.ccmr.cornell.edu/~mwang/ |date=8 вересня 2010 }}'', [[Корнелльський університет]], США
* ''[http://www.nat.vu.nl/~gwuite/ Лабораторія Вуйте] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20060515214023/http://www.nat.vu.nl/%7Egwuite/ |date=15 травня 2006 }}'', [[Амстердамський вільний університет]], Нідерланди

== Див. також ==
* [[Пінцет]]&nbsp;— інформація про механічний прилад, від якого оптичний пінцет отримав свою назву

== Примітки ==
{{reflist|2}}

== Посилання ==

=== Професійні огляди оптичних пінцетів ===
* A. Ashkin, «Optical trapping and manipulation of neutral particles using lasers»[http://www.pnas.org/cgi/content/full/94/10/4853?maxtoshow=&HITS=10&hits=10&RESULTFORMAT=&searchid=QID_NOT_SET&FIRSTINDEX=&volume=94&firstpage=4853] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20060711210235/http://www.pnas.org/cgi/content/full/94/10/4853?maxtoshow=&HITS=10&hits=10&RESULTFORMAT=&searchid=QID_NOT_SET&FIRSTINDEX=&volume=94&firstpage=4853 |date=11 липня 2006 }}
* Neuman, K.C., and Block S.M Review on Optical Trapping method [http://www.stanford.edu/group/blocklab/Neuman%20Block%20OT%20Review%202004.pdf] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20070307045057/http://www.stanford.edu/group/blocklab/Neuman%20Block%20OT%20Review%202004.pdf |date=7 березня 2007 }}
* M. Lang and S. Block, A Resource Letter on Optical Tweezers [http://www.stanford.edu/group/blocklab/Lang%20Block%20OT%20Resource%20letter%202003.pdf] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20070307111943/http://www.stanford.edu/group/blocklab/Lang%20Block%20OT%20Resource%20letter%202003.pdf |date=7 березня 2007 }}
* K.Dholakia on Recent review of state of the art tweezers [https://web.archive.org/web/20070927213957/http://www.st-andrews.ac.uk/~atomtrap/papers/PWOCT02optical-tweezers.pdf]
* D. McGloin on Review of Bessel beam optical tweezers [https://web.archive.org/web/20070927202733/http://www.st-andrews.ac.uk/~atomtrap/papers/OEarticle.pdf]
* David Grier on A revolution in optical manipulation [http://physics.nyu.edu/grierlab/cgi-bin/makerequest.cgi?nreview2b] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20060902044356/http://physics.nyu.edu/grierlab/cgi-bin/makerequest.cgi?nreview2b |date=2 вересня 2006 }}
* Спеціальне видання журналу Journal of Modern Optics. Підбірка праць щодо оптичного пінцета кількох провідних груп [http://taylorandfrancis.metapress.com/app/home/issue.asp?wasp=mftltvuglk0h53lhktb6&referrer=parent&backto=journal,8,355;linkingpublicationresults,1,1]
* '' Детальніший список посилань наведено в рукописі Джастіна Моллоя (Justin E Molloy) [https://web.archive.org/web/20080109172038/http://www.nimr.mrc.ac.uk/physbiochem/molloy/] та Майлза Паджетта (Miles J Padgett) [https://web.archive.org/web/20071212170839/http://www.physics.gla.ac.uk/Optics/Miles/] '', опублікованому онлайн під назвою '''''Lights, Action: Optical Tweezers'''''[https://web.archive.org/web/20081120175739/http://www.optical-tweezers.org/UK/BT-tweezers/info/Light_Action_Optical_tweezers.htm#_edn1].

=== Ресурси інтернету ===
* Що таке оптичний пінцет [https://web.archive.org/web/20081120175739/http://www.optical-tweezers.org/UK/BT-tweezers/info/Light_Action_Optical_tweezers.htm] {{Ref-en}}
* Останні праці, пов'язані з оптичним пінцетом [https://web.archive.org/web/20070102194029/http://www.st-andrews.ac.uk/~atomtrap/Tweezers/Tweezer_Papers.htm] {{Ref-en}}
* '''BBC Frontier''' розказує про методику оптичного пінцета (2003) [http://www.bbc.co.uk/radio4/science/frontiers_20031029.shtml] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20060220161258/http://www.bbc.co.uk/radio4/science/frontiers_20031029.shtml |date=20 лютого 2006 }} {{Ref-en}}
* Фільми, що показують позиціювання та обертання, керовані оптичним пінцетом [https://web.archive.org/web/20070927065407/http://www.optical-tweezers.org/UK/BT-tweezers/info/movies.shtml]
* Фільми про використання оптичного пінцета для роботи з бактеріями [http://www.rowland.harvard.edu/labs/bacteria/index_movies.html] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20151105182817/http://www.rowland.harvard.edu/labs/bacteria/index_movies.html |date=5 листопада 2015 }}
* Блог про оптичний пінцет [http://opticaltweezers.blogspot.com/] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110708055544/http://opticaltweezers.blogspot.com/ |date=8 липня 2011 }} {{Ref-en}}
* ''Посилання на сторінки лабораторій всесвітнього товариства дослідників оптичних пінцетів на сайті університету Сент-Ендрюса, Шотландія.'' [http://www.st-andrews.ac.uk/~atomtrap/Resources.htm] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20060503074913/http://www.st-andrews.ac.uk/~atomtrap/Resources.htm |date=3 травня 2006 }}

=== Комерційні системи оптичних пінцетів ===
* [http://www.arryx.com/ Arryx] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20051206014558/http://www.arryx.com/ |date=6 грудня 2005 }}
* [http://www.cellrobotics.com/ Cell Robotics] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20070711225115/http://www.cellrobotics.com/ |date=11 липня 2007 }}
* [http://www.elliotscientific.com/ Elliot Scientific] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20070705212717/http://www.elliotscientific.com/ |date=5 липня 2007 }}
* [http://www.molecular-machines.com/ MMI Molecular Machines & Industries] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20070711213337/http://www.molecular-machines.com/ |date=11 липня 2007 }}
* [https://web.archive.org/web/20030123024902/http://www.palm-mikrolaser.com/products_microtweezers.html PALM]
{{Бібліоінформація}}
{{Вибрана стаття}}

[[Категорія:Оптика]]
[[Категорія:Біофізика]]
[[Категорія:Фотоніка]]
[[Категорія:Вибрані статті з біології]]