Харвардын Анагаахын Сургууль (HMS) болон MIT Ерөнхий Эмнэлгийн хамтарсан судалгааны баг PEC сийлбэрийн аргыг ашиглан микродискний лазерын гаралтыг тохируулж чадсан бөгөөд энэ нь нанофотоник болон биоанагаахын шинэ эх үүсвэрийг "ирээдүйтэй" болгож байна гэж мэдэгдэв.
(Микродискийн лазерын гаралтыг PEC сийлбэрийн аргаар тохируулж болно)
Талбайднанофотоникболон биоанагаах ухаан, микродисклазеруудмөн нанодискний лазерууд ирээдүйтэй болсонгэрлийн эх үүсвэрүүдболон датчикууд. Чип дээрх фотоник харилцаа холбоо, чип дээрх био дүрслэл, биохимийн мэдрэгч, квант фотоны мэдээлэл боловсруулах зэрэг хэд хэдэн хэрэглээнд долгионы урт болон хэт нарийн зурвасын нарийвчлалыг тодорхойлоход лазерын гаралтыг бий болгох шаардлагатай байдаг. Гэсэн хэдий ч ийм нарийн долгионы урттай микродиск болон нанодиск лазеруудыг их хэмжээгээр үйлдвэрлэхэд бэрхшээлтэй хэвээр байна. Одоогийн нано үйлдвэрлэлийн процессууд нь дискний диаметрийн санамсаргүй байдлыг нэвтрүүлдэг бөгөөд энэ нь лазер массын боловсруулалт болон үйлдвэрлэлд тогтоосон долгионы уртыг олж авахад хэцүү болгодог. Одоо Харвардын Анагаахын Сургууль болон Массачусетсийн Ерөнхий Эмнэлгийн Уэллманы Төвийн судлаачдын баг...Оптоэлектроник анагаах ухааннь микродискний лазерын долгионы уртыг нанометрийн нарийвчлалтайгаар нарийн тохируулахад тусалдаг шинэлэг оптохимийн (PEC) сийлбэрийн аргыг боловсруулсан. Энэхүү бүтээл нь Advanced Photonics сэтгүүлд нийтлэгдсэн.
Фотохимийн сийлбэр
Мэдээллийн дагуу багийн шинэ арга нь нарийн, урьдчилан тодорхойлсон цацрагийн долгионы урттай микро дискний лазер болон нано дискний лазер массив үйлдвэрлэх боломжийг олгодог. Энэхүү нээлтийн гол түлхүүр нь микро дискний лазерын долгионы уртыг нарийн тохируулах үр ашигтай, өргөтгөх боломжтой аргыг олгодог PEC сийлбэрийг ашиглах явдал юм. Дээрх үр дүнд баг инди фосфидын баганын бүтэц дээр цахиураар бүрхэгдсэн инди галлий арсенидын фосфатжуулсан микро дискийг амжилттай гаргаж авсан. Дараа нь тэд хүхрийн хүчлийн шингэрүүлсэн уусмалд фотохимийн сийлбэр хийж эдгээр микро дискний лазерын долгионы уртыг тодорхой утгад яг тааруулан тохируулсан.
Тэд мөн тодорхой фотохимийн (PEC) сийлбэрийн механизм болон динамикийг судалсан. Эцэст нь тэд долгионы уртаар тохируулсан микродискний массивыг полидиметилсилоксан суурь дээр шилжүүлж, өөр өөр лазерын долгионы урттай бие даасан, тусгаарлагдсан лазерын хэсгүүдийг гаргаж авсан. Үүссэн микродиск нь лазерын цацрагийн хэт өргөн зурвасын зурвасын өргөнийг харуулдаг бөгөөдлазербагана дээр 0.6 нм-ээс бага, тусгаарлагдсан бөөмс дээр 1.5 нм-ээс бага.
Биоанагаахын хэрэглээний үүд хаалгыг нээж байна
Энэхүү үр дүн нь олон шинэ нанофотоник болон биоанагаахын хэрэглээний үүд хаалгыг нээж өгч байна. Жишээлбэл, бие даасан микродиск лазерууд нь олон төрлийн биологийн дээжинд физик-оптик баркод болж, тодорхой эсийн төрлийг шошголох, мультиплекс шинжилгээнд тодорхой молекулуудыг чиглүүлэх боломжийг олгодог. Эсийн төрөлд хамаарах шошгыг одоогоор органик флуорофор, квант цэгүүд, флуоресцент бөмбөлгүүд зэрэг өргөн ялгаралтын шугамын өргөнтэй уламжлалт биомаркеруудыг ашиглан гүйцэтгэдэг. Тиймээс цөөн тооны тодорхой эсийн төрлийг нэгэн зэрэг шошголох боломжтой. Үүний эсрэгээр, микродиск лазерын хэт нарийн зурвасын гэрлийн ялгаруулалт нь нэгэн зэрэг илүү олон эсийн төрлийг тодорхойлох боломжтой болно.
Баг нь микродискний лазерын хэсгүүдийг биомаркер болгон туршиж, амжилттай харуулсан бөгөөд тэдгээрийг өсгөвөрлөсөн хэвийн хөхний хучуур эдийн эсүүдийг MCF10A гэж тэмдэглэхэд ашигласан. Хэт өргөн зурвасын ялгаруулалтын ачаар эдгээр лазерууд нь цитодинамик дүрслэл, урсгалын цитометр, олон омикс шинжилгээ зэрэг батлагдсан биоанагаахын болон оптик техникүүдийг ашиглан биосенсорлолд хувьсгал хийх боломжтой. PEC сийлбэрт суурилсан технологи нь микродискний лазерын томоохон дэвшлийг тэмдэглэж байна. Аргын өргөтгөх боломж, мөн түүний нанометрийн нарийвчлал нь нанофотоник болон биоанагаахын төхөөрөмжүүдэд лазерыг тоо томшгүй олон хэрэглээнд шинэ боломжуудыг нээж өгдөг, мөн тодорхой эсийн популяци болон аналитик молекулуудад зориулсан бар кодуудыг ашигладаг.
Нийтэлсэн цаг: 2024 оны 1-р сарын 29