De verktyg av ljus som har belönats med årets Nobelpris i fysik har skapat stor nytta för mänskligheten, helt i Alfred Nobels anda. Ögonlaser rättar till synfel för miljontals människor varje år och den optiska pincetten banar väg för nya läkemedel.
Publicerad:
Den optiska pincetten gör det möjligt att flytta individuella celler med en laserstråle och gripa tag i saker inne i en cell, utan att förstöra den.
- Det har öppnat otroliga möjligheter att beskriva hur maskineriet i en cell fungerar, då man kan mäta allt från viskositet till struktur och funktion hos DNA och proteiner, säger Magnus Andersson.
Han är forskningsledare för Biofysik och biofotonikgruppen på Umeå universitet I botten är han fysiker och utvecklar optiska instrument, som den optiska pincetten.
- Det fascinerande är att den här forskningen spänner över hela det naturvetenskapliga fältet och förenar kemi, fysik och biologi. Alla discipliner är representerade i de forskningssamarbeten jag ingår.
Tar upptäckten vidare
Magnus Andersson har byggt vidare på den upptäckt som 96-årige Arthur Ashkin, som ännu är aktiv forskare, har gjort.
Magnus Andersson hade precis nåtts av den glada nyheten när Naturvetaren ringer upp.
- Otroligt roligt, utbrister han. Kul också att det här området uppmärksammas. Upptäckten har fått oss att förstå hur olika processer i en cell fungerar.
Hans forskning har bland annat handlat om att undersöka hur patogena bakterier fäster till cellytan. Vissa bakterier är utrustade med pili, trådliknande utskott, på cellytan. Med dessa pili kan bakterier fästa och bland annat orsaka urinvägsinfektion.
- Med den optiska pincetten kan vi känna och mäta egenskaperna hos fångstarmarna som inte är tjockare än 7 nanometer. Nu försöker vi förstå hur bakterierna fäster. I förlängningen kan vi hitta nya läkemedel som förhindrar att bakterierna fäster på cellväggarna och orsakar infektion.
Science fiction
Den optiska pincetten gör det också möjligt att se hur proteiner jobbar inne i celler. Ett sådant exempel är hur proteinerna myosin och aktin samarbetar när en muskel kontraherar. Man har till exempel kunnat mäta längden på myosinets förflyttning, som styr muskulaturen.
Arthur Ashkins upptäckt har beskrivits som science fiction, för att använda ett slitet utryck. Men visst hisnar tanken när laserljus griper tag i partiklar, bakterier och andra levande celler. Han lyckades få laserljus att knuffa små objekt till strålens mittfåra och hålla fast dem.
- Egentligen är det inga starka krafter det handlar om. Jag brukar använda en laserpekare och en pingisboll för att illustrera hur det fungerar. Med hjälp av strålarna kan pingisbollen hållas upp och styras i det tredimensionella rummet, säger Magnus Andersson.
Ögonoperationer
Genombrottet kom 1987 då Ashkin fångade levande bakterier med pincetten utan att skada dem.
Pristagarna Gérard Mourou och Donna Strickland banade väg för de kortaste och mest intensiva ljusstrålar människan har skapat. Då var Donna Strickland doktorand och publicerade den banbrytande artikeln 1985. Intressant att notera är att hon är den tredje kvinnan genom tiderna som har fått Nobels fysikpris.
Deras teknik är i dag standard för alla högintensitetslasrar. En tillämpning är de miljontals ögonoperationer som varje år utförs med de vassa ljusstrålarna. Och det kanske bästa av allt: med hjälp av den här tekniken kan många nya tillämpningar komma till nytta för människor.
Pristagarna i fysik är:
Arthur Ashkin för den optiska pincetten.
Gérard Mourou och Donna Strickland för deras metod att alstra högintensiva, ultrakorta optiska pulser.
Palle Liljebäck
chefredaktör