Jungtinė Harvardo medicinos mokyklos (HMS) ir MIT bendrosios ligoninės tyrimų komanda teigia, kad jiems pavyko suderinti mikrodiskinio lazerio išvestį naudojant PEC ėsdinimo metodą, todėl naujas nanofotonikos ir biomedicinos šaltinis yra „perspektyvus“.
(Mikrodisko lazerio išvestį galima reguliuoti PEC ėsdinimo metodu)
Laukuosenanofotonikair biomedicina, mikrodiskailazeriaiir nanodiskų lazeriai tapo perspektyvūsšviesos šaltiniaiir zondus. Keliose srityse, tokiose kaip fotoninė komunikacija lustuose, biologinis vaizdavimas lustuose, biocheminis jutimas ir kvantinės fotonų informacijos apdorojimas, jiems reikia pasiekti lazerio išvestį nustatant bangos ilgį ir itin siauros juostos tikslumą. Tačiau didelio masto tokio tikslaus bangos ilgio mikrodiskų ir nanodiskų lazerių gamyba išlieka sudėtinga. Dabartiniai nanofabrikacijos procesai įveda disko skersmens atsitiktinumą, todėl sunku gauti nustatytą bangos ilgį lazerio masės apdorojime ir gamyboje. Dabar Harvardo medicinos mokyklos ir Masačusetso bendrosios ligoninės Wellmano centro tyrėjų komanda...Optoelektroninė medicinasukūrė novatorišką optocheminio (PEC) ėsdinimo techniką, kuri padeda tiksliai suderinti mikrodiskinio lazerio bangos ilgį subnanometriniu tikslumu. Darbas paskelbtas žurnale „Advanced Photonics“.
Fotocheminis ėsdinimas
Remiantis pranešimais, naujasis komandos metodas leidžia gaminti mikrodiskų lazerius ir nanodiskų lazerių matricas su tiksliais, iš anksto nustatytais emisijos bangos ilgiais. Šio proveržio raktas yra PEC ėsdinimo naudojimas, kuris suteikia efektyvų ir keičiamo dydžio būdą tiksliai sureguliuoti mikrodiskų lazerio bangos ilgį. Aukščiau pateiktuose rezultatuose komanda sėkmingai gavo indžio galio arsenido fosfatavimo mikrodiskus, padengtus silicio dioksidu ant indžio fosfido kolonėlės struktūros. Tada jie tiksliai suderino šių mikrodiskų lazerio bangos ilgį iki nustatytos vertės, atlikdami fotocheminį ėsdinimą praskiestame sieros rūgšties tirpale.
Jie taip pat tyrė specifinių fotocheminių (PEC) ėsdinimo mechanizmus ir dinamiką. Galiausiai jie perkėlė bangos ilgiu suderintą mikrodiskų matricą ant polidimetilsiloksano substrato, kad gautų nepriklausomas, izoliuotas lazerio daleles su skirtingais lazerio bangos ilgiais. Gautas mikrodiskas pasižymi itin plačiu lazerio spinduliuotės pralaidumu, kailazeriskolonėlėje mažesnė nei 0,6 nm, o izoliuota dalelė mažesnė nei 1,5 nm.
Atveria duris biomedicinos taikymams
Šis rezultatas atveria duris daugeliui naujų nanofotonikos ir biomedicinos pritaikymų. Pavyzdžiui, atskiri mikrodiskų lazeriai gali būti naudojami kaip fizikooptiniai brūkšniniai kodai heterogeniniams biologiniams mėginiams, leidžiantys žymėti specifinius ląstelių tipus ir nukreipti konkrečias molekules atliekant daugialypę analizę. Ląstelių tipui būdingas žymėjimas šiuo metu atliekamas naudojant įprastus biožymenis, tokius kaip organiniai fluoroforai, kvantiniai taškai ir fluorescencinės granulės, kurios turi platų emisijos linijų plotį. Taigi vienu metu galima žymėti tik kelis specifinius ląstelių tipus. Priešingai, itin siauros juostos mikrodiskų lazerio šviesos emisija vienu metu galės identifikuoti daugiau ląstelių tipų.
Komanda išbandė ir sėkmingai pademonstravo tiksliai suderintų mikrodiskų lazerio dalelių naudojimą kaip biožymenis, naudodama jas normalioms krūties epitelio ląstelėms MCF10A žymėti. Dėl itin plačiajuosčio spinduliavimo šie lazeriai gali sukelti revoliuciją biosensorių srityje, naudodami patikrintus biomedicininius ir optinius metodus, tokius kaip citodinaminis vaizdavimas, srauto citometrija ir daugiafunkcinė analizė. PEC ėsdinimo technologija žymi didelę pažangą mikrodiskų lazerių srityje. Metodo mastelio keitimas ir jo subnanometrinis tikslumas atveria naujas galimybes daugybei lazerių pritaikymo nanofotonikoje ir biomedicininiuose prietaisuose, taip pat specifinių ląstelių populiacijų ir analitinių molekulių brūkšniniams kodams.
Įrašo laikas: 2024 m. sausio 29 d.