Apvienotā Hārvardas Medicīnas skolas (HMS) un MIT Vispārējās slimnīcas pētnieku komanda saka, ka ir panākuši mikrodisku lāzera izejas noregulēšanu, izmantojot PEC kodināšanas metodi, padarot jaunu nanofotonikas un biomedicīnas avotu "daudzsološu".
(Mikrodisku lāzera izvadi var regulēt ar PEC kodināšanas metodi)
Jomāsnanofotonikaun biomedicīna, mikrodiskslāzeriun nanodisku lāzeri ir kļuvuši daudzsološigaismas avotiun zondes. Vairākās lietojumprogrammās, piemēram, mikroshēmas fotoniskajā saziņā, mikroshēmas bioattēlveidošanā, bioķīmiskajā sensorā un kvantu fotonu informācijas apstrādē, tiem ir jāsasniedz lāzera izvade, lai noteiktu viļņa garumu un īpaši šauru joslu precizitāti. Tomēr joprojām ir grūti ražot mikrodisku un nanodisku lāzerus ar šo precīzo viļņa garumu lielā mērogā. Pašreizējie nanoapstrādes procesi ievieš diska diametra nejaušību, kas apgrūtina noteikta viļņa garuma iegūšanu lāzera masveida apstrādē un ražošanā. Tagad pētnieku komanda no Hārvardas Medicīnas skolas un Masačūsetsas vispārējās slimnīcas Velmena centraOptoelektroniskā medicīnair izstrādājis novatorisku optoķīmiskās (PEC) kodināšanas paņēmienu, kas palīdz precīzi noregulēt mikrodisku lāzera lāzera viļņa garumu ar subnanometra precizitāti. Darbs ir publicēts žurnālā Advanced Photonics.
Fotoķīmiskā kodināšana
Saskaņā ar ziņojumiem, komandas jaunā metode ļauj ražot mikrodisku lāzerus un nanodisku lāzeru blokus ar precīziem, iepriekš noteiktiem emisijas viļņu garumiem. Šī izrāviena atslēga ir PEC kodināšanas izmantošana, kas nodrošina efektīvu un mērogojamu veidu, kā precīzi noregulēt mikrodisku lāzera viļņa garumu. Iepriekš minētajos rezultātos komanda veiksmīgi ieguva indija gallija arsenīda fosfatēšanas mikrodiskus, kas pārklāti ar silīcija dioksīdu uz indija fosfīda kolonnas struktūras. Pēc tam viņi precīzi noregulēja šo mikrodisku lāzera viļņa garumu līdz noteiktai vērtībai, veicot fotoķīmisko kodināšanu atšķaidītā sērskābes šķīdumā.
Viņi arī pētīja specifisko fotoķīmisko (PEC) kodināšanu mehānismus un dinamiku. Visbeidzot, viņi pārnesa viļņa garuma regulēto mikrodisku masīvu uz polidimetilsiloksāna substrātu, lai iegūtu neatkarīgas, izolētas lāzera daļiņas ar dažādiem lāzera viļņu garumiem. Iegūtais mikrodisks parāda īpaši platjoslas lāzera emisijas joslas platumu arlāzersuz kolonnas mazāks par 0,6 nm un izolētā daļiņa mazāka par 1,5 nm.
Durvju atvēršana biomedicīnas lietojumiem
Šis rezultāts paver durvis daudziem jauniem nanofotonikas un biomedicīnas lietojumiem. Piemēram, atsevišķi mikrodisku lāzeri var kalpot kā fizikāli optiski svītrkodi heterogēniem bioloģiskiem paraugiem, kas ļauj marķēt konkrētus šūnu tipus un mērķēt uz specifiskām molekulām multipleksā analīzē. Šūnu tipam raksturīgo marķēšanu pašlaik veic, izmantojot parastos biomarķierus, piemēram, kā organiskie fluorofori, kvantu punkti un fluorescējošas lodītes, kurām ir plašs emisijas līniju platums. Tādējādi vienlaikus var marķēt tikai dažus konkrētus šūnu tipus. Turpretim mikrodisku lāzera īpaši šaurās joslas gaismas emisija spēs vienlaikus identificēt vairāk šūnu tipu.
Komanda pārbaudīja un veiksmīgi demonstrēja precīzi noregulētas mikrodisku lāzera daļiņas kā biomarķierus, izmantojot tos kultivētu normālu krūšu epitēlija šūnu MCF10A marķēšanai. Ar savu īpaši platjoslas emisiju šie lāzeri varētu potenciāli mainīt biosensēšanu, izmantojot pārbaudītas biomedicīnas un optiskās metodes, piemēram, citodinamisko attēlveidošanu, plūsmas citometriju un multi-omikas analīzi. Tehnoloģija, kuras pamatā ir PEC kodināšana, iezīmē ievērojamu progresu mikrodisku lāzeru jomā. Metodes mērogojamība, kā arī tās subnanometra precizitāte paver jaunas iespējas neskaitāmiem lāzeru pielietojumiem nanofotonikā un biomedicīnas ierīcēs, kā arī svītrkodiem konkrētām šūnu populācijām un analītiskajām molekulām.
Izlikšanas laiks: 2024. gada 29. janvāris