Micromanipulation experiments with optical tweezers
Panel
Molecular and Structural Biology and Biochemistry
Department or equivalent
Institute of Biophysics (HUN-REN Biological Research Centre Szeged)
Participants
Dér, András Galajda, Péter Kelemen, Lóránd Kirei, Huba István Valkai, Sándor
Starting date
2004-01-01
Closing date
2007-12-31
Funding (in million HUF)
14.276
FTE (full time equivalent)
0.00
state
closed project
Final report
Results in Hungarian
A kutatás az optikai mikromanipuláció területén, különböző irányokban végzett fejlesztéseket és kutatási alkalmazásokat képviselt.
A mikromanipuláció területén azt vizsgáltuk, milyen új manipulációs lehetőségeket nyújtanak speciális alakú próbatestek (ellentétben az általáéban használt gömb alakkal). Ennek során kidolgoztuk a lézeres fotopolimerizációs struktúra építés technikáját. Ezzel egyrészt a nmikromanipuláció új lehetőségeit vizsgáltuk. Például, lehetőség nyílik torziós manipulálásra, csavarásra, meghatároztuk a DNS molekula torziós rugalmasságát.
Ezen kívül, bonyolult struktúrákat építettünk, fénnyel hajtott mikrogépeket, mikrofluidikai csatornákat, integrált optikai szenzorokat. Ezekből bonyolultab összetett rendszereket raktunk össze: fénnyel vezérelt fluorescencia aktivált optikai sejtszeparátort.
Kidolgoztuk a fénnyel vezérelt elektroozmózis eljárását. Itt elektromos térrel mozgatott folyadék áramlását vezéreljük fénnyel, ez érdekes jelenség, és új lehetőségeket nyújt mikrofluidikai rendszerek vezérlésében.
Results in English
The research represented studies in the area of optical micromanipulation, both developing new procedures and basic applications.
In teh area of micromanipulation we investigated, what new possibilities are offered by test objects of special shapes (as opposed to the generally used spheres). In this process we developed the structure building by laser induced photopolymerization. With this we studied new possibilities of optical manipulation. For example, a poissibility emerges for torsional manipulation, twisting, we determined the torsional elasticity of DNA molecules.
In addition, we built complex structures, light driven micromachines, microfluidics channels, integrated optical sensors. From this we constructed complex systems, e.g. a fluorescence activated cell separator.
We developed the method of optically controlled electroosmosis. Here the fluid is driven by electric field and this is controlled by light. This is an interesting phenomenon, and is opens new possibilities in the control of microfluidics systems.
P. Ormos, H. van Amerongen, S. Bottka, P. Galajda, G. Garab, H. Kirei and L. Oroszi: Twisting biological objects by optical tweezers, SPIE Proceedings, 2004
L. Kelemen, H. Kirei, S. Valkai, P. Ormos: Optically driven micromachines for biotechnological applications, SPIE Proceedings, 2005
H. Kirei, A. Dér, L. Oroszi, K. Ferencz, V. Rakovics, P. Ormos: Optical control of electro-osmotic flow, SPIE Proceedings, 2005
László Oroszi, András Dér, Huba Kirei, Vilmos Rakovics, Pál Ormos: Optically controlled flow pattern in microfluidic devices, SPIE Proceedings, 2006
M. Levantino, A. Cupane, L. Zimányi, P. Ormos: Different relaxations in myoglobin after photolysis, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2004
Garab G, Galaja P, Pomozi I, Finzi L, Praznovsky T, Ormos P, van Amerongen H.: Alignment of biological microparticles by polarized laser beam, Eur. Biophys. J., 2005
László Oroszi, András Dér, Huba Kirei, Vilmos Rakovics and Pál Ormos: Control of electro-osmostic flow by light, Applied Physics Letters, 2006
László Oroszi, Péter Galajda, Huba Kirei, Sándor Bottka and Pál Ormos: Direct measurement of torque in the optical trap and its application to dsDNA, Physical Review Letters, 2006
L. Kelemen, S. Valkai, P. Ormos: Integrated optical motor, Applied Optics, 2006
Peter John Rodrigo, Lóránd Kelemen, Carlo Amadeo Alonzo, Ivan R. Perch-Nielsen, Jeppe Seidelin Dam, Pál Ormos, and Jesper Glückstad: Automated or interactive 2D optical manipulation and assembly of shape-complementary photopolymerized microstructures, Optics Express, 2007
Huba I. Kirei, László Oroszi, Sándor Valkai and Pál Ormos: An all optical microfluidic sorter, Acta Biol. Hung., 2007
P. Jakl, M. ˇSery, J. Jezek, P. Zemanek P. Ormos, S. Valkai L. Kelemen: Opto-fluidic micromanipulation system based on polymer fibers, J.Optoelectronics and Advanced Materials, 2007
A Dér, S Valkai, L Fábián, P Ormos, J J. Ramsden, E K. Wolff: Integrated Optical Switching Based on the Protein Bacteriorhodopsin, Photochemistry and Photobiology, 2007
Kelemen L, Valkai S, Ormos P: Parallel photopolymerisation with complex light patterns generated by diffractive optical elements, Optics Express, 2007
