Một nhóm nghiên cứu chung từ Trường Y Harvard (HMS) và Bệnh viện Đa khoa MIT cho biết họ đã đạt được điều chỉnh đầu ra của laser microdisk bằng phương pháp khắc PEC, tạo ra một nguồn mới cho quang tử nano và y sinh học “đầy hứa hẹn”.
(Đầu ra của laser microdisk có thể được điều chỉnh bằng phương pháp khắc PEC)
Trong lĩnh vực củaquang tử nanovà y sinh, microdisktia laservà laser nanodisk đã trở nên đầy hứa hẹnnguồn sángvà đầu dò.Trong một số ứng dụng như truyền thông quang tử trên chip, tạo ảnh sinh học trên chip, cảm biến sinh hóa và xử lý thông tin photon lượng tử, chúng cần đạt được đầu ra laser trong việc xác định độ chính xác của bước sóng và dải cực hẹp.Tuy nhiên, việc sản xuất laser microdisk và nanodisk có bước sóng chính xác này trên quy mô lớn vẫn là một thách thức.Các quy trình chế tạo nano hiện nay đưa ra tính ngẫu nhiên của đường kính đĩa, điều này gây khó khăn cho việc đạt được bước sóng cố định trong quá trình sản xuất và xử lý khối lượng bằng laser. Giờ đây, một nhóm các nhà nghiên cứu từ Trường Y Harvard và Trung tâm Wellman của Bệnh viện Đa khoa Massachusetts vềY học quang điện tửđã phát triển một kỹ thuật khắc quang hóa (PEC) cải tiến giúp điều chỉnh chính xác bước sóng laser của laser microdisk với độ chính xác dưới nanomet.Công trình được công bố trên tạp chí Advanced Photonics.
Khắc quang hóa
Theo các báo cáo, phương pháp mới của nhóm cho phép sản xuất các tia laser vi đĩa và mảng laser đĩa nano với các bước sóng phát xạ được xác định trước, chính xác.Chìa khóa cho bước đột phá này là việc sử dụng phương pháp khắc PEC, cung cấp một phương pháp hiệu quả và có thể mở rộng để tinh chỉnh bước sóng của laser vi đĩa.Trong các kết quả trên, nhóm nghiên cứu đã thu được thành công các đĩa siêu nhỏ photphat indium Gallium arsenide được phủ silica trên cấu trúc cột indium phosphide.Sau đó, họ điều chỉnh chính xác bước sóng laser của các đĩa siêu nhỏ này đến một giá trị xác định bằng cách thực hiện quá trình ăn mòn quang hóa trong dung dịch axit sulfuric loãng.
Họ cũng nghiên cứu các cơ chế và động lực của quá trình ăn mòn quang hóa (PEC) cụ thể.Cuối cùng, họ chuyển mảng microdisk được điều chỉnh theo bước sóng lên chất nền polydimethylsiloxane để tạo ra các hạt laser độc lập, tách biệt với các bước sóng laser khác nhau.Đĩa micro thu được cho thấy băng thông phát laser cực rộng, vớitia lazetrên cột nhỏ hơn 0,6 nm và hạt phân lập nhỏ hơn 1,5 nm.
Mở cửa cho ứng dụng y sinh
Kết quả này mở ra cánh cửa cho nhiều ứng dụng y sinh và quang tử nano mới.Ví dụ, laser microdisk độc lập có thể đóng vai trò là mã vạch quang vật lý cho các mẫu sinh học không đồng nhất, cho phép dán nhãn các loại tế bào cụ thể và nhắm mục tiêu các phân tử cụ thể trong phân tích ghép kênh. Việc ghi nhãn cụ thể cho loại tế bào hiện được thực hiện bằng cách sử dụng các dấu ấn sinh học thông thường, chẳng hạn như như chất huỳnh quang hữu cơ, chấm lượng tử và hạt huỳnh quang, có dải phát xạ rộng.Vì vậy, chỉ có một số loại tế bào cụ thể có thể được dán nhãn cùng một lúc.Ngược lại, sự phát xạ ánh sáng dải cực hẹp của laser microdisk sẽ có thể xác định được nhiều loại tế bào hơn cùng một lúc.
Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm và chứng minh thành công các hạt laser microdisk được điều chỉnh chính xác làm dấu ấn sinh học, sử dụng chúng để dán nhãn cho các tế bào biểu mô vú bình thường được nuôi cấy MCF10A.Với khả năng phát xạ băng tần siêu rộng, những tia laser này có khả năng cách mạng hóa cảm biến sinh học, sử dụng các kỹ thuật y sinh và quang học đã được chứng minh như chụp ảnh động lực học, đo tế bào theo dòng chảy và phân tích đa omics.Công nghệ dựa trên phương pháp khắc PEC đánh dấu một bước tiến lớn trong laser microdisk.Khả năng mở rộng của phương pháp, cũng như độ chính xác dưới nanomet của nó, mở ra những khả năng mới cho vô số ứng dụng của laser trong quang tử nano và các thiết bị y sinh, cũng như mã vạch cho các quần thể tế bào và phân tử phân tích cụ thể.
Thời gian đăng: Jan-29-2024