Garvard tibbiyot maktabi (HMS) va MIT umumiy kasalxonasining qo'shma tadqiqot guruhi PEC o'yib ishlov berish usuli yordamida mikrodisk lazerining chiqishini sozlashga erishganliklarini va nanofotonika va biotibbiyot uchun yangi manbani "istiqbolli" qilishlarini aytishdi.
(Mikrodisk lazerining chiqishi PEC o'yib ishlov berish usuli bilan sozlanishi mumkin)
Dalalardananofotonikava biotibbiyot, mikrodisklazerlarva nanodisk lazerlari istiqbolli bo'lib qoldiyorug'lik manbalariva zondlar. Chipdagi fotonik aloqa, chipdagi biotasvirlash, biokimyoviy sezish va kvant foton ma'lumotlarini qayta ishlash kabi bir qancha dasturlarda ular to'lqin uzunligi va ultra tor diapazon aniqligini aniqlashda lazer chiqishiga erishishlari kerak. Biroq, bu aniq to'lqin uzunligidagi mikrodisk va nanodisk lazerlarini keng miqyosda ishlab chiqarish qiyinligicha qolmoqda. Hozirgi nanofibrikatsiya jarayonlari disk diametrining tasodifiyligini keltirib chiqaradi, bu esa lazer massasini qayta ishlash va ishlab chiqarishda belgilangan to'lqin uzunligini olishni qiyinlashtiradi. Hozirda Garvard tibbiyot maktabi va Massachusets umumiy kasalxonasining Wellman markazi tadqiqotchilari jamoasi...Optoelektronika tibbiyotimikrodisk lazerining lazer to'lqin uzunligini subnanometr aniqligi bilan aniq sozlashga yordam beradigan innovatsion optokimyoviy (PEC) o'yib ishlov berish texnikasini ishlab chiqdi. Ish Advanced Photonics jurnalida chop etilgan.
Fotokimyoviy o'yib ishlov berish
Xabarlarga ko'ra, jamoaning yangi usuli aniq, oldindan belgilangan emissiya to'lqin uzunliklariga ega mikro-disk lazerlari va nanodisk lazer massivlarini ishlab chiqarish imkonini beradi. Ushbu yutuqning kaliti mikrodisk lazerining to'lqin uzunligini sozlashning samarali va kengaytiriladigan usulini ta'minlaydigan PEC o'yish usulidan foydalanishdir. Yuqoridagi natijalarda jamoa indiy fosfid ustuni strukturasida kremniy bilan qoplangan indiy galliy arsenidi fosfatlovchi mikrodisklarni muvaffaqiyatli oldi. Keyin ular suyultirilgan sulfat kislota eritmasida fotokimyoviy o'yishni amalga oshirish orqali ushbu mikrodisklarning lazer to'lqin uzunligini aniq belgilangan qiymatga moslashtirdilar.
Ular, shuningdek, ma'lum fotokimyoviy (PEC) o'yib ishlov berish mexanizmlari va dinamikasini o'rganishdi. Nihoyat, ular turli lazer to'lqin uzunliklariga ega mustaqil, izolyatsiya qilingan lazer zarralarini ishlab chiqarish uchun to'lqin uzunligi bo'yicha sozlangan mikrodisk massivini polidimetilsiloksan substratiga o'tkazdilar. Olingan mikrodisk lazer nurlanishining ultra keng polosali o'tkazish qobiliyatini ko'rsatadi,lazerustunda 0,6 nm dan kam va izolyatsiya qilingan zarrachada 1,5 nm dan kam.
Biotibbiy qo'llanmalarga eshik ochish
Bu natija ko'plab yangi nanofotonika va biotibbiy qo'llanmalarga eshik ochadi. Masalan, mustaqil mikrodisk lazerlari turli xil biologik namunalar uchun fizik-optik shtrixkodlar bo'lib xizmat qilishi mumkin, bu esa ma'lum hujayra turlarini belgilash va multipleks tahlilida ma'lum molekulalarni nishonga olish imkonini beradi. Hujayra turiga xos yorliqlash hozirda keng emissiya chizig'i kengligiga ega bo'lgan organik fluoroforlar, kvant nuqtalari va lyuminestsent boncuklar kabi an'anaviy biomarkerlar yordamida amalga oshiriladi. Shunday qilib, bir vaqtning o'zida faqat bir nechta ma'lum hujayra turlarini belgilash mumkin. Aksincha, mikrodisk lazerining ultra tor diapazonli yorug'lik emissiyasi bir vaqtning o'zida ko'proq hujayra turlarini aniqlashga qodir bo'ladi.
Jamoa aniq sozlangan mikrodisk lazer zarralarini biomarkerlar sifatida sinovdan o'tkazdi va muvaffaqiyatli namoyish etdi, ulardan kultivatsiya qilingan normal ko'krak epiteliy hujayralarini MCF10A yorlig'i bilan belgilash uchun foydalandi. Ultra keng polosali emissiyasi bilan ushbu lazerlar sitodinamik tasvirlash, oqim sitometriyasi va multi-omik tahlil kabi tasdiqlangan biotibbiy va optik usullardan foydalangan holda biosensingda potentsial inqilob qilishi mumkin. PEC o'yib ishlov berishga asoslangan texnologiya mikrodisk lazerlarida katta yutuqni anglatadi. Usulning masshtablanishi, shuningdek, subnanometr aniqligi nanofotonika va biotibbiy qurilmalarda lazerlarning son-sanoqsiz qo'llanilishi, shuningdek, ma'lum hujayra populyatsiyalari va analitik molekulalar uchun shtrix-kodlar uchun yangi imkoniyatlarni ochadi.
Joylashtirilgan vaqt: 2024-yil 29-yanvar