Harvard Tıp Fakültesi (HMS) ve MIT Genel Hastanesi'nden ortak bir araştırma ekibi, PEC aşındırma yöntemi kullanarak bir mikrodisk lazerin çıkışını ayarlamayı başardıklarını ve bunun nanofotonik ve biyotıp için "umut vadeden" yeni bir kaynak oluşturduğunu söylüyor.
(Mikrodisk lazerin çıkışı, PEC aşındırma yöntemiyle ayarlanabilir.)
Alanlarındananofotonikve biyotıp, mikrodisklazerlerve nanodisk lazerler umut vadeden bir teknoloji haline geldi.ışık kaynaklarıve problar. Çip üzerinde fotonik iletişim, çip üzerinde biyolojik görüntüleme, biyokimyasal algılama ve kuantum foton bilgi işleme gibi çeşitli uygulamalarda, dalga boyunu belirlemede ve ultra dar bant doğruluğunda lazer çıkışı elde etmeleri gerekmektedir. Bununla birlikte, bu hassas dalga boyuna sahip mikrodisk ve nanodisk lazerlerin büyük ölçekte üretilmesi hala zorlayıcıdır. Mevcut nanoyapım süreçleri, disk çapının rastgeleliğini ortaya çıkarır; bu da lazer seri işleme ve üretiminde belirli bir dalga boyunun elde edilmesini zorlaştırır. Şimdi, Harvard Tıp Fakültesi ve Massachusetts Genel Hastanesi'nin Wellman Merkezi'nden bir araştırma ekibi, bu sorunu çözmek için çalışmalar yürütüyor.Optoelektronik TıpMikrodisk lazerin lazer dalga boyunu nanometre altı hassasiyetle ayarlamaya yardımcı olan yenilikçi bir optokimyasal (PEC) aşındırma tekniği geliştirdi. Çalışma Advanced Photonics dergisinde yayınlandı.
Fotokimyasal aşındırma
Raporlara göre, ekibin yeni yöntemi, hassas ve önceden belirlenmiş emisyon dalga boylarına sahip mikro disk lazerler ve nano disk lazer dizileri üretmeyi mümkün kılıyor. Bu atılımın anahtarı, mikro disk lazerin dalga boyunu hassas bir şekilde ayarlamak için verimli ve ölçeklenebilir bir yol sağlayan PEC aşındırma yönteminin kullanılmasıdır. Yukarıdaki sonuçlarda, ekip, indiyum fosfit sütun yapısı üzerinde silika ile kaplanmış indiyum galyum arsenit fosfatlama mikro disklerini başarıyla elde etti. Daha sonra, seyreltilmiş sülfürik asit çözeltisinde fotokimyasal aşındırma yaparak bu mikro disklerin lazer dalga boyunu hassas bir şekilde belirlenmiş bir değere ayarladılar.
Ayrıca, belirli fotokimyasal (PEC) aşındırmaların mekanizmalarını ve dinamiklerini de araştırdılar. Son olarak, farklı lazer dalga boylarına sahip bağımsız, izole lazer parçacıkları üretmek için dalga boyu ayarlı mikrodisk dizisini bir polidimetilsiloksan alt tabakaya aktardılar. Elde edilen mikrodisk, ultra geniş bantlı bir lazer emisyonu göstermektedir.lazerSütun üzerindeki parçacık 0,6 nm'den küçük ve izole edilmiş parçacık 1,5 nm'den küçüktür.
Biyomedikal uygulamalara kapı açmak
Bu sonuç, birçok yeni nanofotonik ve biyomedikal uygulamanın önünü açıyor. Örneğin, bağımsız mikrodisk lazerler, heterojen biyolojik örnekler için fiziko-optik barkod görevi görebilir ve böylece belirli hücre tiplerinin etiketlenmesini ve çoklu analizde belirli moleküllerin hedeflenmesini sağlayabilir. Hücre tipine özgü etiketleme şu anda, geniş emisyon çizgi genişliklerine sahip organik floroforlar, kuantum noktaları ve floresan boncuklar gibi geleneksel biyobelirteçler kullanılarak gerçekleştirilmektedir. Bu nedenle, aynı anda yalnızca birkaç spesifik hücre tipi etiketlenebilir. Buna karşılık, bir mikrodisk lazerin ultra dar bantlı ışık emisyonu, aynı anda daha fazla hücre tipini tanımlayabilecektir.
Ekip, hassas bir şekilde ayarlanmış mikrodisk lazer parçacıklarını biyobelirteç olarak test etti ve başarıyla gösterdi; bu parçacıkları kültür ortamında yetiştirilen normal meme epitel hücreleri MCF10A'yı etiketlemek için kullandı. Ultra geniş bant emisyonlarıyla bu lazerler, sitodinamik görüntüleme, akış sitometrisi ve çoklu omik analiz gibi kanıtlanmış biyomedikal ve optik teknikler kullanılarak biyosensör alanında devrim yaratabilir. PEC aşındırma tabanlı teknoloji, mikrodisk lazerlerde önemli bir ilerlemeyi işaret ediyor. Yöntemin ölçeklenebilirliği ve nanometre altı hassasiyeti, nanofotonik ve biyomedikal cihazlarda lazerlerin sayısız uygulaması için yeni olanaklar sunmanın yanı sıra, belirli hücre popülasyonları ve analitik moleküller için barkodlar oluşturma imkanı da sağlıyor.
Yayın tarihi: 29 Ocak 2024