A Harvard Medical School (HMS) és a MIT Általános Kórház közös kutatócsoportja szerint a PEC maratási módszer alkalmazásával elérték a mikrodiszk -lézer kimenetének hangolását, új forrást jelentenek a nanofotonika és az biomedicina számára.
(A Microdisk lézer kimenete PEC maratási módszerrel módosítható)
A képeibennanofotonikaés az orvosbiológiai, mikrodiszkuszlézerés a nanodisk lézerek ígéretessé váltakfényforrásokés a szondák. Számos alkalmazásban, például a chip fotonikus kommunikációban, a chip bioimagációban, a biokémiai érzékelésben és a kvantumfoton információfeldolgozásban, a lézeres kimenetet meg kell érniük a hullámhossz és az ultra-narrow sáv pontosságának meghatározásakor. Ugyanakkor továbbra is kihívást jelent a pontos hullámhosszú mikrodiszk és nanodisk lézerek előállítása. A jelenlegi nanofabrózati folyamatok bevezetik a korong átmérőjének véletlenszerűségét, ami megnehezíti a lézer tömegfeldolgozásban és termelésben a beállított hullámhossz elérését. Most a Harvard Medical School kutatócsoportja és a Massachusetts Általános Kórház Wellman CenterOptoelektronikai gyógyszerkifejlesztett egy innovatív optokémiai (PEC) maratási technikát, amely elősegíti a mikro -lézer lézerhullámhosszának pontosan behangolását szubnanométer pontossággal. A munkát az Advanced Photonics folyóiratban teszik közzé.
Fotokémiai maratás
A jelentések szerint a csapat új módszere lehetővé teszi a mikro-lemezes lézerek és a nanodisk lézer tömbök előállítását pontos, előre meghatározott emissziós hullámhosszúsággal. Ennek az áttörésnek a kulcsa a PEC maratás használata, amely hatékony és skálázható módszert biztosít a mikrodiszk lézer hullámhosszának finomhangolására. A fenti eredményekben a csapat sikeresen megszerezte az indium gallium arzenid -foszfátáló mikrodikumokat, amelyeket szilícium -dioxiddal borítottak az indium foszfid oszlop szerkezetén. Ezután ezeknek a mikrodikumok lézerhullámhosszát pontosan egy meghatározott értékre hangolták be, ha fotokémiai maratást végeznek kénsav hígított oldatában.
Megvizsgálták a specifikus fotokémiai (PEC) maratások mechanizmusait és dinamikáját is. Végül a hullámhosszúságú mikrodiszkot tömböt átvitték egy polidimetil-sziloxán szubsztrátra, hogy független, izolált lézerrészecskéket állítsanak elő, különböző lézerhullámhosszúságú. A kapott mikrodiszk a lézerkibocsátás ultraszalagos sávszélességét mutatja alézerAz oszlopon kevesebb, mint 0,6 nm, és az izolált részecske kevesebb, mint 1,5 nm.
Az ajtó megnyitása az orvosbiológiai alkalmazásokhoz
Ez az eredmény megnyitja az ajtót sok új nanofotonikus és orvosbiológiai alkalmazáshoz. Például, az önálló mikrodiszk-lézerek fizikai-optikai vonalkódként szolgálhatnak heterogén biológiai mintákhoz, lehetővé téve a specifikus sejttípusok címkézését és a specifikus molekulák megcélzását a multiplex elemzésben. A cella típus-specifikus címkézést jelenleg hagyományos biomarkerek, például organikus fluoroforok, kvantum-dombok és fluoreszkók felhasználásával végezzük. Így csak néhány specifikus sejttípus jelölhető egyszerre. Ezzel szemben a Microdisk lézer ultra-narrow sávos fénykibocsátása képes lesz egyidejűleg több sejttípust azonosítani.
A csapat tesztelt és sikeresen kimutatta, hogy pontosan beállított mikrodiszk -lézerrészecskéket biomarkerekként használja fel, felhasználva azokat a tenyésztett normál emlőhámsejtek MCF10A címkézésére. Az ultraszalagos emissziójuk révén ezek a lézerek potenciálisan forradalmasíthatják a bioszenzációt, bevált orvosbiológiai és optikai technikák, például citodinamikai képalkotás, áramlási citometria és multi-oMics analízis alkalmazásával. A PEC maratáson alapuló technológia jelentős előrelépést jelent a mikrodiszk -lézerekben. A módszer skálázhatósága, valamint a szubnanométer pontossága új lehetőségeket nyit meg a lézerek számtalan alkalmazásához a nanofotonikában és az orvosbiológiai eszközökben, valamint vonalkódokat a specifikus sejtpopulációkhoz és az analitikai molekulákhoz.
A postai idő: január-29-2024