Hārvardas Medicīnas skolas (HMS) un MIT Vispārējās slimnīcas kopīga pētnieku komanda apgalvo, ka ir panākusi mikrodisku lāzera jaudas regulēšanu, izmantojot PEC kodināšanas metodi, padarot jaunu nanofotonikas un biomedicīnas avotu par "daudzsološu".
(Mikrodisku lāzera jaudu var regulēt ar PEC kodināšanas metodi)
laukosnanofotonikaun biomedicīna, mikrodiskslāzeriun nanodisku lāzeri ir kļuvuši daudzsološigaismas avotiun zondes. Vairākās lietojumprogrammās, piemēram, mikroshēmā iebūvētā fotoniskā komunikācijā, mikroshēmā iebūvētajā bioattēlošanā, bioķīmiskajā uztveršanā un kvantu fotonu informācijas apstrādē, tām ir jāpanāk lāzera jauda viļņa garuma noteikšanā un īpaši šauras joslas precizitāte. Tomēr joprojām ir grūti ražot šāda precīza viļņa garuma mikrodisku un nanodisku lāzerus lielā mērogā. Pašreizējie nanofabricēšanas procesi ievieš diska diametra nejaušību, kas apgrūtina noteikta viļņa garuma iegūšanu lāzera masas apstrādē un ražošanā. Tagad pētnieku komanda no Hārvardas Medicīnas skolas un Masačūsetsas Vispārējās slimnīcas Velmana centra...Optoelektroniskā medicīnair izstrādājis inovatīvu optoķīmiskās (PEC) kodināšanas metodi, kas palīdz precīzi noregulēt mikrodiska 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 fosfatējošus mikrodisku, 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 specifisku fotoķīmisko (PEC) kodināšanas mehānismus un dinamiku. Visbeidzot, viņi pārnesa viļņa garuma noregulēto mikrodisku masīvu uz polidimetilsiloksāna substrāta, lai iegūtu neatkarīgas, izolētas lāzera daļiņas ar dažādiem lāzera viļņa garumiem. Iegūtais mikrodisks uzrāda īpaši platu lāzera emisijas joslas platumu arlāzersuz kolonnas mazāks par 0,6 nm un izolētā daļiņa mazāka par 1,5 nm.
Atverot durvis biomedicīnas lietojumprogrammām
Šis rezultāts paver durvis daudziem jauniem nanofotonikas un biomedicīnas pielietojumiem. Piemēram, atsevišķi mikrodisku lāzeri var kalpot kā fizikāli optiskie svītrkodi heterogēniem bioloģiskiem paraugiem, ļaujot marķēt specifiskus šūnu tipus un mērķēt uz specifiskām molekulām multipleksā analīzē. Šūnu tipam specifiska marķēšana pašlaik tiek veikta, izmantojot parastos biomarķierus, piemēram, organiskos fluoroforus, kvantu punktus un fluorescējošas lodītes, kurām ir plats emisijas līnijas platums. Tādējādi vienlaikus var marķēt tikai dažus specifiskus šūnu tipus. Turpretī mikrodisku lāzera īpaši šaurās joslas gaismas emisija vienlaikus spēs identificēt vairāk šūnu tipu.
Komanda testēja un veiksmīgi demonstrēja precīzi noregulētas mikrodisku lāzera daļiņas kā biomarķierus, izmantojot tās, lai marķētu kultivētas normālas krūts epitēlija šūnas MCF10A. Ar savu īpaši platjoslas emisiju šie lāzeri varētu potenciāli revolucionizēt biosensorus, 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 specifiskām šūnu populācijām un analītiskām molekulām.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 29. janvāris