Harvardi meditsiinikooli (HMS) ja MIT üldhaigla ühine uurimisrühm ütleb, et nad on saavutanud mikrodisklaseri väljundi häälestamise PEC-söövitusmeetodi abil, muutes nanofotoonika ja biomeditsiini uue allika paljulubavaks.
(Mikroketta laseri väljundit saab reguleerida PEC söövitusmeetodiga)
Valdkondadesnanofotoonikaja biomeditsiin, mikrodisklaseridja nanodisk laserid on muutunud paljulubavaksvalgusallikadja sondid.Mitmetes rakendustes, nagu kiibil olev fotooniline side, kiibil olev biopildistamine, biokeemiline andur ja kvantfootoniteabe töötlemine, peavad nad saavutama laserväljundi lainepikkuse ja ülikitsa riba täpsuse määramisel.Selle täpse lainepikkusega mikrodisk- ja nanodisk-laserite valmistamine suures mahus on siiski endiselt keeruline.Praegused nanotootmisprotsessid toovad kaasa ketta läbimõõdu juhuslikkuse, mis raskendab lasermassi töötlemisel ja tootmisel määratud lainepikkuse saamist. Nüüd on Harvardi meditsiinikooli ja Massachusettsi üldhaigla Wellmani keskuse teadlaste meeskond.Optoelektrooniline meditsiinon välja töötanud uuendusliku optokeemilise (PEC) söövitustehnika, mis aitab subnanomeetrilise täpsusega täpselt häälestada mikrodisklaseri laseri lainepikkust.Töö on avaldatud ajakirjas Advanced Photonics.
Fotokeemiline söövitus
Aruannete kohaselt võimaldab meeskonna uus meetod toota mikroketaslasereid ja nanodisk laseri massiive, millel on täpne, etteantud emissioonilainepikkus.Selle läbimurde võti on PEC-söövitamise kasutamine, mis pakub tõhusat ja skaleeritavat viisi mikrodisklaseri lainepikkuse peenhäälestamiseks.Ülaltoodud tulemustes sai töörühm edukalt indium-galliumarseniidiga fosfaadivad mikrokettad, mis olid indiumfosfiidi kolonni struktuuril kaetud ränidioksiidiga.Seejärel häälestasid nad nende mikroketaste laseri lainepikkuse täpselt kindlaksmääratud väärtuseni, tehes lahjendatud väävelhappe lahuses fotokeemilise söövitamise.
Samuti uurisid nad spetsiifiliste fotokeemiliste (PEC) söövituste mehhanisme ja dünaamikat.Lõpuks viisid nad lainepikkusega häälestatud mikroketta massiivi polüdimetüülsiloksaansubstraadile, et toota sõltumatuid isoleeritud laserosakesi erineva laseri lainepikkusega.Saadud mikroketas näitab laserkiirguse ülilairiba ribalaiust kooslaserkolonnis väiksem kui 0,6 nm ja isoleeritud osake alla 1,5 nm.
Ukse avamine biomeditsiiniliste rakenduste jaoks
See tulemus avab ukse paljudele uutele nanofotoonikatele ja biomeditsiinilistele rakendustele.Näiteks võivad eraldiseisvad mikrodisklaserid toimida füüsikalis-optiliste vöötkoodidena heterogeensete bioloogiliste proovide jaoks, võimaldades märgistada spetsiifilisi rakutüüpe ja sihtida spetsiifilisi molekule multipleksanalüüsis. Praegu tehakse rakutüübispetsiifilist märgistamist tavapäraste biomarkerite, näiteks orgaaniliste fluorofooridena, kvantpunktidena ja fluorestseeruvate helmestena, millel on lai emissioonijoone laius.Seega saab korraga märgistada vaid mõnda kindlat rakutüüpi.Seevastu mikrodisklaseri ülikitsasriba valguse emissioon suudab samaaegselt tuvastada rohkem rakutüüpe.
Meeskond testis ja demonstreeris edukalt täpselt häälestatud mikrodisk-laseri osakesi biomarkeritena, kasutades neid kultiveeritud normaalsete rinnaepiteelirakkude MCF10A märgistamiseks.Tänu oma ülilairibakiirgusele võivad need laserid potentsiaalselt muuta biosensingu pöördeliseks, kasutades tõestatud biomeditsiiniliste ja optilisi tehnikaid, nagu tsütodünaamiline pildistamine, voolutsütomeetria ja multi-omika analüüs.PEC-söövitamisel põhinev tehnoloogia tähistab suurt edu mikrodisklaserites.Meetodi mastaapsus ja subnanomeetri täpsus avavad uued võimalused laserite lugematuteks rakendusteks nanofotoonikas ja biomeditsiinilistes seadmetes, samuti vöötkoodide jaoks konkreetsete rakupopulatsioonide ja analüütiliste molekulide jaoks.
Postitusaeg: 29. jaanuar 2024