Et fælles forskerhold fra Harvard Medical School (HMS) og MIT General Hospital siger, at de har opnået finjustering af outputtet fra en mikrodisklaser ved hjælp af PEC-ætsemetoden, hvilket gør en ny kilde til nanofotonik og biomedicin "lovende".
(Mikrodisklaserens output kan justeres ved hjælp af PEC-ætsningsmetoden)
På markerne afnanofotonikog biomedicin, mikrodisklasereog nanodisk-lasere er blevet lovendelyskilderog sonder. I adskillige anvendelser, såsom on-chip fotonisk kommunikation, on-chip bioimaging, biokemisk registrering og kvantefotoninformationsbehandling, skal de opnå laseroutput til at bestemme bølgelængden og ultra-smalbåndsnøjagtigheden. Det er dog fortsat udfordrende at fremstille mikrodisk- og nanodisklasere med denne præcise bølgelængde i stor skala. Nuværende nanofabrikationsprocesser introducerer tilfældigheden af diskdiameteren, hvilket gør det vanskeligt at opnå en bestemt bølgelængde i lasermassebehandling og -produktion. Nu har et team af forskere fra Harvard Medical School og Massachusetts General Hospitals Wellman Center for ...Optoelektronisk medicinhar udviklet en innovativ optokemisk (PEC) ætsningsteknik, der hjælper med præcist at justere laserbølgelængden af en mikrodisklaser med subnanometernøjagtighed. Arbejdet er offentliggjort i tidsskriftet Advanced Photonics.
Fotokemisk ætsning
Ifølge rapporter muliggør teamets nye metode fremstilling af mikrodisklasere og nanodisklaserarrays med præcise, forudbestemte emissionsbølgelængder. Nøglen til dette gennembrud er brugen af PEC-ætsning, som giver en effektiv og skalerbar måde at finjustere bølgelængden af en mikrodisklaser. I ovenstående resultater opnåede teamet med succes indium-galliumarsenidfosfaterende mikroskiver dækket med silica på indiumphosphid-søjlestrukturen. De indstillede derefter laserbølgelængden af disse mikroskiver præcist til en bestemt værdi ved at udføre fotokemisk ætsning i en fortyndet opløsning af svovlsyre.
De undersøgte også mekanismerne og dynamikken i specifikke fotokemiske (PEC) ætsninger. Endelig overførte de det bølgelængdeafstemte mikrodisk-array til et polydimethylsiloxan-substrat for at producere uafhængige, isolerede laserpartikler med forskellige laserbølgelængder. Den resulterende mikrodisk viser en ultrabredbåndsbåndbredde for laseremission, medlaserpå kolonnen mindre end 0,6 nm og den isolerede partikel mindre end 1,5 nm.
Åbner døren for biomedicinske anvendelser
Dette resultat åbner døren for mange nye nanofotoniske og biomedicinske anvendelser. For eksempel kan enkeltstående mikrodisklasere fungere som fysisk-optiske stregkoder til heterogene biologiske prøver, hvilket muliggør mærkning af specifikke celletyper og målretning af specifikke molekyler i multiplexanalyse. Celletypespecifik mærkning udføres i øjeblikket ved hjælp af konventionelle biomarkører, såsom organiske fluoroforer, kvanteprikker og fluorescerende perler, som har brede emissionslinjebredder. Således kan kun få specifikke celletyper mærkes på samme tid. I modsætning hertil vil den ultra-smalle lysemission fra en mikrodisklaser være i stand til at identificere flere celletyper på samme tid.
Holdet testede og demonstrerede med succes præcist afstemte mikrodisklaserpartikler som biomarkører og brugte dem til at mærke dyrkede normale brystepitelceller MCF10A. Med deres ultrabredbåndsemission kan disse lasere potentielt revolutionere biosensing ved hjælp af dokumenterede biomedicinske og optiske teknikker såsom cytodynamisk billeddannelse, flowcytometri og multi-omics-analyse. Teknologien baseret på PEC-ætsning markerer et stort fremskridt inden for mikrodisklasere. Metodens skalerbarhed, såvel som dens subnanometerpræcision, åbner nye muligheder for utallige anvendelser af lasere inden for nanofotonik og biomedicinsk udstyr, samt stregkoder til specifikke cellepopulationer og analytiske molekyler.
Opslagstidspunkt: 29. januar 2024