Komuna esplorteamo de la Medicina Fakultato de Harvard (HMS) kaj la Ĝenerala Hospitalo de MIT diras, ke ili atingis agordon de la eligo de mikrodiska lasero uzante la PEC-gravuran metodon, igante novan fonton por nanofotoniko kaj biomedicino "promesplena".
(La eligo de la mikrodiska lasero povas esti adaptita per la PEC-gravura metodo)
En la kampoj denanofotonikokaj biomedicino, mikrodiskolaserojkaj nanodiskaj laseroj fariĝis promesplenajlumfontojkaj sondiloj. En pluraj aplikoj kiel surĉipa fotonika komunikado, surĉipa biobildigo, biokemia sensado kaj kvantuma fotona informprilaborado, ili bezonas atingi laseran eliron por determini ondolongon kaj ultra-mallarĝan bendan precizecon. Tamen, restas malfacile fabriki mikrodiskajn kaj nanodiskajn laserojn de ĉi tiu preciza ondolongo grandskale. Nunaj nanofabrikadaj procezoj enkondukas la hazardon de diskodiametro, kio malfaciligas akiri fiksitan ondolongon en lasera amasprilaborado kaj produktado. Nun, teamo de esploristoj de la Medicina Fakultato de Harvard kaj la Centro Wellman de la Ĝenerala Hospitalo de MasaĉusecaOptoelektronika Medicinoevoluigis novigan optokemian (PEC) gravuran teknikon, kiu helpas precize agordi la laseran ondolongon de mikrodiska lasero kun subnanometra precizeco. La laboro estas publikigita en la revuo Advanced Photonics.
Fotokemia akvaforto
Laŭ raportoj, la nova metodo de la teamo ebligas la fabrikadon de mikrodiskaj laseroj kaj nanodiskaj laseraj aroj kun precizaj, antaŭdifinitaj emisiaj ondolongoj. La ŝlosilo al ĉi tiu sukceso estas la uzo de PEC-gravurado, kiu provizas efikan kaj skaleblan manieron por fajne agordi la ondolongon de mikrodiska lasero. En la supre menciitaj rezultoj, la teamo sukcese akiris indiajn galium-arsenidajn fosfatajn mikrodiskojn kovritajn per siliko sur la india fosfida kolumna strukturo. Ili poste agordis la laseran ondolongon de ĉi tiuj mikrodiskoj precize al determinita valoro per fotokemia gravurado en diluita solvaĵo de sulfata acido.
Ili ankaŭ esploris la mekanismojn kaj dinamikon de specifaj fotokemiaj (PEC) gravuradoj. Fine, ili translokigis la ondolong-agorditan mikrodiskan aron sur polidimetilsiloksanan substraton por produkti sendependajn, izolitajn laserajn partiklojn kun malsamaj laseraj ondolongoj. La rezulta mikrodisko montras ultra-larĝbendan bendlarĝon de lasera emisio, kun lalaserosur la kolono malpli ol 0,6 nm kaj la izolita partiklo malpli ol 1,5 nm.
Malfermante la pordon al biomedicinaj aplikoj
Ĉi tiu rezulto malfermas la pordon al multaj novaj nanofotonikaj kaj biomedicinaj aplikoj. Ekzemple, memstaraj mikrodiskaj laseroj povas servi kiel fizik-optikaj strekkodoj por heterogenaj biologiaj specimenoj, ebligante la etikedadon de specifaj ĉeltipoj kaj la celadon de specifaj molekuloj en plurpleksa analizo. Ĉeltip-specifa etikedado nuntempe estas farata uzante konvenciajn biosignojn, kiel organikaj fluoroforoj, kvantumpunktoj kaj fluoreskaj globetoj, kiuj havas larĝajn emisiajn linilarĝojn. Tiel, nur kelkaj specifaj ĉeltipoj povas esti etikeditaj samtempe. Kontraste, la ultra-mallarĝa benda lumemisio de mikrodiska lasero povos identigi pli da ĉeltipoj samtempe.
La teamo testis kaj sukcese montris precize agorditajn mikrodiskajn laserajn partiklojn kiel biosignojn, uzante ilin por etikedi kultivitajn normalajn mamajn epiteliajn ĉelojn MCF10A. Kun sia ultra-larĝbenda emisio, ĉi tiuj laseroj povus eble revolucii biosensadon, uzante pruvitajn biomedicinajn kaj optikajn teknikojn kiel citodinamika bildigo, fluocitometrio kaj mult-omika analizo. La teknologio bazita sur PEC-gravurado markas gravan progreson en mikrodiskaj laseroj. La skalebleco de la metodo, same kiel ĝia subnanometra precizeco, malfermas novajn eblecojn por sennombraj aplikoj de laseroj en nanofotoniko kaj biomedicinaj aparatoj, same kiel strekkodojn por specifaj ĉelpopulacioj kaj analizaj molekuloj.
Afiŝtempo: 29-a de januaro 2024