Et felles forskerteam fra Harvard Medical School (HMS) og MIT General Hospital sier at de har oppnådd tuning av utgangen til en mikrodisklaser ved å bruke PEC-etsemetoden, noe som gjør en ny kilde for nanofotonikk og biomedisin "lovende."
(Utgangen fra mikrodisklaseren kan justeres ved PEC-etsemetoden)
I feltene tilnanofotonikkog biomedisin, mikrodisklasereog nanodisklasere har blitt lovendelyskilderog sonder.I flere applikasjoner som fotonisk kommunikasjon på brikken, bioavbildning på brikken, biokjemisk sensing og kvantefotoninformasjonsbehandling, må de oppnå laserutgang for å bestemme bølgelengde og ultrasmalbåndsnøyaktighet.Imidlertid er det fortsatt utfordrende å produsere mikrodisk- og nanodisklasere med denne nøyaktige bølgelengden i stor skala.Nåværende nanofabrikasjonsprosesser introduserer tilfeldigheten av skivediameteren, noe som gjør det vanskelig å oppnå en bestemt bølgelengde i lasermassebehandling og produksjon. Nå har et team av forskere fra Harvard Medical School og Massachusetts General Hospital's Wellman Center forOptoelektronisk medisinhar utviklet en innovativ optokjemisk (PEC) etsingsteknikk som hjelper til med å nøyaktig justere laserbølgelengden til en mikrodisklaser med subnanometer-nøyaktighet.Arbeidet er publisert i tidsskriftet Advanced Photonics.
Fotokjemisk etsing
Ifølge rapporter muliggjør teamets nye metode produksjon av mikrodisklasere og nanodisklasermatriser med presise, forhåndsbestemte emisjonsbølgelengder.Nøkkelen til dette gjennombruddet er bruken av PEC-etsing, som gir en effektiv og skalerbar måte å finjustere bølgelengden til en mikrodisklaser.I resultatene ovenfor oppnådde teamet med suksess indium Gallium arsenid fosfateringsmikrodisker dekket med silika på indiumfosfidkolonnestrukturen.Deretter innstilte de laserbølgelengden til disse mikrodiskene nøyaktig til en bestemt verdi ved å utføre fotokjemisk etsing i en fortynnet løsning av svovelsyre.
De undersøkte også mekanismene og dynamikken til spesifikke fotokjemiske (PEC) etsninger.Til slutt overførte de det bølgelengdeavstemte mikrodiskarrayet til et polydimetylsiloksansubstrat for å produsere uavhengige, isolerte laserpartikler med forskjellige laserbølgelengder.Den resulterende mikrodisken viser en ultrabredbåndsbåndbredde av laserutslipp, medlaserpå kolonnen mindre enn 0,6 nm og den isolerte partikkelen mindre enn 1,5 nm.
Åpne døren til biomedisinske applikasjoner
Dette resultatet åpner døren til mange nye nanofotonikk og biomedisinske applikasjoner.For eksempel kan frittstående mikrodisklasere tjene som fysisk-optiske strekkoder for heterogene biologiske prøver, noe som muliggjør merking av spesifikke celletyper og målretting av spesifikke molekyler i multipleksanalyse. Celletypespesifikk merking utføres for tiden ved bruk av konvensjonelle biomarkører, som f.eks. som organiske fluoroforer, kvanteprikker og fluorescerende perler, som har brede emisjonslinjebredder.Dermed kan bare noen få spesifikke celletyper merkes samtidig.I motsetning til dette vil den ultrasmalbånds-lysemisjonen til en mikrodisklaser kunne identifisere flere celletyper samtidig.
Teamet testet og demonstrerte med suksess nøyaktig innstilte mikrodisklaserpartikler som biomarkører, ved å bruke dem til å merke dyrkede normale brystepitelceller MCF10A.Med sin ultrabredbåndsutslipp kan disse laserne potensielt revolusjonere biosensing, ved å bruke påviste biomedisinske og optiske teknikker som cytodynamisk avbildning, flowcytometri og multi-omics-analyse.Teknologien basert på PEC-etsing markerer et stort fremskritt innen mikrodisklasere.Skalerbarheten til metoden, samt dens subnanometerpresisjon, åpner for nye muligheter for utallige anvendelser av lasere i nanofotonikk og biomedisinske enheter, samt strekkoder for spesifikke cellepopulasjoner og analytiske molekyler.
Innleggstid: Jan-29-2024