'n Gesamentlike navorsingspan van die Harvard Mediese Skool (HMS) en MIT Algemene Hospitaal sê hulle het die afstemming van die uitset van 'n mikroskyflaser met behulp van die PEC-etsmetode bereik, wat 'n nuwe bron vir nanofotonika en biomedisyne "belowend" maak.
(Die uitset van die mikroskyflaser kan aangepas word deur die PEC-etsmetode)
In die velde vannanofotonikaen biomedisyne, mikroskyflasersen nanodisklasers het belowend gewordligbronneen probes. In verskeie toepassings soos fotoniese kommunikasie op die skyfie, biobeelding op die skyfie, biochemiese waarneming en kwantumfotoninligtingverwerking, moet hulle laseruitset behaal om golflengte en ultra-smalband-akkuraatheid te bepaal. Dit bly egter uitdagend om mikroskyf- en nanodisklasers van hierdie presiese golflengte op groot skaal te vervaardig. Huidige nanofabrikasieprosesse stel die willekeurigheid van skyfdiameter bekend, wat dit moeilik maak om 'n vaste golflengte in lasermassaverwerking en -produksie te verkry. Nou het 'n span navorsers van die Harvard Mediese Skool en Massachusetts General Hospital se Wellman-sentrum virOpto-elektroniese medisynehet 'n innoverende optochemiese (PEC) etstegniek ontwikkel wat help om die lasergolflengte van 'n mikroskyflaser presies met subnanometer-akkuraatheid af te stem. Die werk is gepubliseer in die tydskrif Advanced Photonics.
Fotochemiese etsing
Volgens berigte maak die span se nuwe metode die vervaardiging van mikroskyflasers en nanodisklaser-skikkings met presiese, voorafbepaalde emissiegolflengtes moontlik. Die sleutel tot hierdie deurbraak is die gebruik van PEC-etsing, wat 'n doeltreffende en skaalbare manier bied om die golflengte van 'n mikroskyflaser fyn in te stel. In die bogenoemde resultate het die span suksesvol indium-galliumarseniedfosfaterende mikroskywe verkry wat met silika bedek is op die indiumfosfiedkolomstruktuur. Hulle het toe die lasergolflengte van hierdie mikroskywe presies tot 'n bepaalde waarde ingestel deur fotochemiese etsing in 'n verdunde oplossing van swaelsuur uit te voer.
Hulle het ook die meganismes en dinamika van spesifieke fotochemiese (PEC) etswerk ondersoek. Laastens het hulle die golflengte-ingestelde mikroskyf-skikking op 'n polidimetilsiloksaan-substraat oorgedra om onafhanklike, geïsoleerde laserdeeltjies met verskillende lasergolflengtes te produseer. Die gevolglike mikroskyf toon 'n ultrawyebandbandwydte van laseremissie, met dielaserop die kolom minder as 0.6 nm en die geïsoleerde deeltjie minder as 1.5 nm.
Die deur oopmaak vir biomediese toepassings
Hierdie resultaat maak die deur oop vir baie nuwe nanofotonika en biomediese toepassings. Byvoorbeeld, losstaande mikroskyflasers kan dien as fisies-optiese strepieskodes vir heterogene biologiese monsters, wat die etikettering van spesifieke seltipes en die teikenstelling van spesifieke molekules in multipleksanalise moontlik maak. Seltipe-spesifieke etikettering word tans uitgevoer met behulp van konvensionele biomerkers, soos organiese fluorofore, kwantumkolle en fluorescerende krale, wat wye emissielynwydtes het. Dus kan slegs 'n paar spesifieke seltipes gelyktydig gemerk word. In teenstelling hiermee sal die ultra-smalband-liguitstraling van 'n mikroskyflaser meer seltipes gelyktydig kan identifiseer.
Die span het presies afgestelde mikroskyflaserdeeltjies as biomerkers getoets en suksesvol gedemonstreer, en dit gebruik om gekweekte normale borsepiteelselle MCF10A te merk. Met hul ultrawyeband-emissie kan hierdie lasers moontlik biosensing revolusioneer, deur gebruik te maak van bewese biomediese en optiese tegnieke soos sitodinamiese beeldvorming, vloeisitometrie en multi-omika-analise. Die tegnologie gebaseer op PEC-etsing dui op 'n groot vooruitgang in mikroskyflasers. Die skaalbaarheid van die metode, sowel as die subnanometer-presisie daarvan, bied nuwe moontlikhede vir tallose toepassings van lasers in nanofotonika en biomediese toestelle, sowel as strepieskodes vir spesifieke selpopulasies en analitiese molekules.
Plasingstyd: 29 Januarie 2024