Сумесная даследчая група з Гарвардскай медыцынскай школы (HMS) і MIT General Hospital заяўляе, што ім удалося наладзіць выхад лазера на мікрадысках з дапамогай метаду тручэння PEC, што робіць новую крыніцу для нанафатонікі і біямедыцыны «перспектыўнай».
(Выхад лазера на мікрадысках можна рэгуляваць метадам тручэння PEC)
На палях внанафатонікаі біямедыцыны, мікрадысклазерыі перспектыўнымі сталі лазеры на нанадыскахкрыніцы святлаі зонды.У некалькіх прыкладаннях, такіх як фатонная сувязь на чыпе, біявізуалізацыя на чыпе, біяхімічнае зандзіраванне і апрацоўка квантавай фатоннай інфармацыі, ім неабходна дасягнуць лазернага вываду пры вызначэнні даўжыні хвалі і дакладнасці звышвузкай паласы.Тым не менш, па-ранейшаму складана вырабляць лазеры на мікрадысках і нанадысках такой дакладнай даўжыні хвалі ў вялікіх маштабах.Сучасныя працэсы нанавытворчасці ўводзяць выпадковы дыяметр дыска, што ўскладняе атрыманне зададзенай даўжыні хвалі пры лазернай масавай апрацоўцы і вытворчасці. Цяпер група даследчыкаў з Гарвардскай медыцынскай школы і Цэнтра Уэлмана Масачусецкай бальніцыОптаэлектронная медыцынараспрацавала інавацыйны метад оптахімічнага тручэння (PEC), які дапамагае дакладна наладзіць даўжыню хвалі лазера мікрадыскавага лазера з субнанаметровай дакладнасцю.Праца апублікаваная ў часопісе Advanced Photonics.
Фотахімічнае тручэнне
Згодна з паведамленнямі, новы метад каманды дазваляе вырабляць лазеры на мікрадысках і лазерныя масівы нанадыскаў з дакладнымі загадзя зададзенымі даўжынямі хваль выпраменьвання.Ключ да гэтага прарыву - выкарыстанне тручэння PEC, якое забяспечвае эфектыўны і маштабаваны спосаб дакладнай налады даўжыні хвалі лазера на мікрадысках.У прыведзеных вышэй выніках каманда паспяхова атрымала мікрадыскі для фасфатавання арсеніду індыя, пакрытыя дыяксідам крэмнія, на структуры калоны з фасфіду індыя.Затым яны дакладна наладзілі даўжыню хвалі лазера гэтых мікрадыскаў да вызначанага значэння, выканаўшы фотахімічнае тручэнне ў разведзеным растворы сернай кіслаты.
Яны таксама даследавалі механізмы і дынаміку спецыфічнага фотахімічнага (PEC) тручэння.Нарэшце, яны перанеслі масіў мікрадыскаў з наладжанай даўжынёй хвалі на падкладку з полідыметылсілаксану для атрымання незалежных ізаляваных лазерных часціц з рознымі даўжынямі лазерных хваль.Атрыманы мікрадыск дэманструе звышшырокапалосную паласу лазернага выпраменьвання злазерна калонцы менш за 0,6 нм і ізаляванай часціцы менш за 1,5 нм.
Адкрыццё дзвярэй для біямедыцынскіх прыкладанняў
Гэты вынік адкрывае дзверы для многіх новых нанафатонікі і біямедыцынскіх прыкладанняў.Напрыклад, аўтаномныя лазеры на мікрадысках могуць служыць фізіка-аптычнымі штрых-кодамі для гетэрагенных біялагічных узораў, дазваляючы маркіраваць пэўныя тыпы клетак і арыентавацца на пэўныя малекулы ў мультыплексным аналізе. Маркіроўка клетак у залежнасці ад тыпу ў цяперашні час выконваецца з выкарыстаннем звычайных біямаркераў, такіх як як арганічныя флюарафоры, квантавыя кропкі і флуарэсцэнтныя шарыкі, якія маюць шырокую шырыню ліній выпраменьвання.Такім чынам, толькі некалькі пэўных тыпаў клетак могуць быць пазначаны адначасова.Наадварот, ультравузкапалоснае выпраменьванне святла лазера на мікрадысках зможа ідэнтыфікаваць больш тыпаў клетак адначасова.
Каманда выпрабавала і паспяхова прадэманстравала дакладна настроеныя часціцы лазера на мікрадысках у якасці біямаркераў, выкарыстоўваючы іх для маркіроўкі культывуемых нармальных эпітэліяльных клетак малочнай залозы MCF10A.З іх звышшырокапалосным выпраменьваннем гэтыя лазеры патэнцыйна могуць здзейсніць рэвалюцыю ў біяадчуванні, выкарыстоўваючы правераныя біямедыцынскія і аптычныя метады, такія як цытадынамічная візуалізацыя, праточная цытаметрыя і мульты-омічны аналіз.Тэхналогія, заснаваная на тручэнні PEC, азначае вялікі прагрэс у лазерах на мікрадысках.Маштабаванасць метаду, а таксама яго субнанаметровая дакладнасць адкрываюць новыя магчымасці для незлічоных прымянення лазераў у нанафатоніцы і біямедыцынскіх прыладах, а таксама штрых-кодаў для пэўных папуляцый клетак і аналітычных малекул.
Час публікацыі: 29 студзеня 2024 г