Un team di ricerca congiunto della Harvard Medical School (HMS) e del MIT General Hospital afferma di aver raggiunto la messa a punto della produzione di un laser a microdisco usando il metodo di incisione a pec, creando una nuova fonte per la nanofotonica e la biomedicina "promettente".
(L'output del laser a microdisco può essere regolata dal metodo di incisione PEC)
Nei campi dinanofotonicae biomedicina, microdiscolasere i laser di nanodisco sono diventati promettentifonti luminosee sonde. In diverse applicazioni come la comunicazione fotonica su chip, il bioimaging on-chip, il rilevamento biochimico e l'elaborazione delle informazioni quantistiche sul fotone, devono raggiungere l'output laser per determinare la lunghezza d'onda e l'accuratezza della banda ultra-narrow. Tuttavia, rimane difficile produrre laser a microdisco e nanodisco di questa precisa lunghezza d'onda su larga scala. Gli attuali processi di nanofabrificazione introducono la casualità del diametro del disco, il che rende difficile ottenere una lunghezza d'onda impostata nell'elaborazione e nella produzione di massa laser. Ora, un team di ricercatori della Harvard Medical School e del Massachusetts General dell'ospedale generale perMedicina optoelettronicaha sviluppato una tecnica di attacco ottochimica (PEC) innovativa che aiuta a sintonizzare con precisione la lunghezza d'onda laser di un laser microdisco con precisione del subnanometro. L'opera è pubblicata sulla rivista Advanced Photonics.
Incisione fotochimica
Secondo i rapporti, il nuovo metodo del team consente la produzione di laser a micro-dischi e array di laser a nanodisco con lunghezze d'onda precise e predeterminate. La chiave di questa svolta è l'uso dell'incisione PEC, che fornisce un modo efficiente e scalabile per perfezionare la lunghezza d'onda di un laser microdisc. Nei risultati di cui sopra, il team ha ottenuto con successo microdischi fosfating di arsenuro di gallio indio coperto di silice sulla struttura della colonna di fosfuro di indio. Hanno quindi sintonizzato la lunghezza d'onda laser di questi microdischi proprio a un valore determinato eseguendo l'attacco fotochimico in una soluzione diluita di acido solforico.
Hanno anche studiato i meccanismi e le dinamiche di specifiche incisioni fotochimiche (PEC). Infine, hanno trasferito l'array di microdisco sintonizzato sulla lunghezza d'onda su un substrato di polidimetilsilossano per produrre particelle laser indipendenti e isolate con diverse lunghezze d'onda laser. Il microdisco risultante mostra una larghezza di banda a banda ultra larga di emissione laser, con illaserNella colonna inferiore a 0,6 nm e la particella isolata inferiore a 1,5 nm.
Aprire la porta alle applicazioni biomediche
Questo risultato apre le porte a molte nuove nanofotoniche e applicazioni biomediche. Ad esempio, i laser microdiscosi autonomi possono fungere da codici a barre fisico-ottici per campioni biologici eterogenei, consentendo l'etichettatura di specifici tipi di cellule e il targeting di molecole specifiche in analisi multiplex. Etichettatura di tipo a celveri che hanno ampliate emission sono attualmente eseguiti usando biomarcatori convenzionali, come i fluorofori organici, i punti di eMiSiS di tipo fluito. Pertanto, solo alcuni tipi di cellule specifici possono essere etichettati contemporaneamente. Al contrario, l'emissione di luce a banda ultra-narro di un laser microdisco sarà in grado di identificare più tipi di cellule contemporaneamente.
Il team ha testato e dimostrato con successo particelle laser microdiscose con precisione come biomarcatori, usandole per etichettare le normali cellule epiteliali mammine coltivate MCF10A. Con la loro emissione di banda ultra larga, questi laser potrebbero potenzialmente rivoluzionare il biosensing, utilizzando tecniche biomediche e ottiche comprovate come l'imaging citodinamico, la citometria a flusso e l'analisi multi-omica. La tecnologia basata sull'attacco a pec segna un grande anticipo nei laser a microdisco. La scalabilità del metodo, nonché la sua precisione del subnanometro, apre nuove possibilità per innumerevoli applicazioni di laser in nanofotoniche e dispositivi biomedici, nonché codici a barre per popolazioni cellulari specifiche e molecole analitiche.
Tempo post: 29-2024 gennaio