Харвардын Анагаах Ухааны Сургууль (HMS) болон MIT Нэгдсэн Эмнэлгийн хамтарсан судалгааны баг PEC сийлбэрийн аргыг ашиглан бичил дискний лазерын гаралтыг тааруулж, нанофотоник болон биоанагаах ухааны шинэ эх сурвалжийг "амлаж байна" гэж мэдэгдэв.
(Микродискний лазерын гаралтыг PEC сийлбэрийн аргаар тохируулж болно)
-ийн салбартнанофотоникболон биоанагаах ухаан, микродисклазеруудболон нанодиск лазерууд ирээдүйтэй болсонгэрлийн эх үүсвэрүүдболон зонд. Чип дээрх фотоник холбоо, чип дээрх био дүрслэл, биохимийн мэдрэгч, квант фотоны мэдээлэл боловсруулах зэрэг хэд хэдэн хэрэглээнд тэд долгионы урт, хэт нарийн зурвасын нарийвчлалыг тодорхойлоход лазерын гаралтад хүрэх шаардлагатай. Гэсэн хэдий ч ийм нарийн долгионы урттай микродиск болон нанодиск лазеруудыг өргөн хэмжээгээр үйлдвэрлэхэд бэрхшээлтэй хэвээр байна. Өнөөгийн нанофабрик процессууд нь дискний диаметрийн санамсаргүй байдлыг нэвтрүүлж байгаа нь лазерын массын боловсруулалт, үйлдвэрлэлд тогтоосон долгионы уртыг олж авахад хүндрэл учруулж байна. Одоо Харвардын Анагаах Ухааны Сургууль, Массачусетсийн Нэгдсэн Эмнэлгийн Веллман төвийн судлаачдын багОптоэлектроник анагаах ухааннь микродиск лазерын лазер долгионы уртыг дэд нанометрийн нарийвчлалтайгаар тохируулахад тусалдаг шинэлэг оптохимийн (PEC) сийлбэр хийх аргыг боловсруулсан. Энэхүү бүтээлийг Advanced Photonics сэтгүүлд нийтэлжээ.
Фотохимийн сийлбэр
Мэдээллийн дагуу, багийн шинэ арга нь нарийн, урьдчилан тодорхойлсон долгионы урттай микро дискний лазер болон нанодиск лазер массив үйлдвэрлэх боломжийг олгодог. Энэхүү нээлтийн гол түлхүүр нь PEC сийлбэрийг ашиглах явдал бөгөөд энэ нь микро дискний лазерын долгионы уртыг нарийн тааруулах үр ашигтай, өргөтгөх боломжтой арга юм. Дээрх үр дүнд баг индий фосфидын баганын бүтэц дээр цахиураар бүрхэгдсэн индий галлиум арсенид фосфатжуулах микродискүүдийг амжилттай гаргаж авсан. Дараа нь тэд хүхрийн хүчлийн шингэрүүлсэн уусмалд фотохимийн сийлбэр хийх замаар эдгээр бичил дискүүдийн лазер долгионы уртыг тодорхой утгад тохируулсан.
Тэд мөн тусгай фотохимийн (PEC) сийлбэрийн механизм, динамикийг судалсан. Эцэст нь тэд долгионы уртыг тохируулсан микродиск массивыг полидиметилсилоксан субстрат руу шилжүүлж, өөр өөр лазер долгионы урттай бие даасан, тусгаарлагдсан лазер хэсгүүдийг гаргаж авсан. Үүссэн микродиск нь лазерын цацрагийн хэт өргөн зурвасын өргөнийг харуулж байналазербагана дээр 0.6 нм-ээс бага, тусгаарлагдсан тоосонцор 1.5 нм-ээс бага.
Биоанагаахын хэрэглээний үүд хаалгыг нээж байна
Энэхүү үр дүн нь нанофотоник болон биоанагаах ухааны олон шинэ хэрэглээний үүдийг нээж байна. Жишээлбэл, бие даасан микродиск лазерууд нь нэг төрлийн бус биологийн дээжийн физик-оптик зураасан код болж, тодорхой эсийн төрлийг тэмдэглэж, мультиплекс шинжилгээнд тодорхой молекулуудыг чиглүүлэх боломжийг олгодог. Одоогийн байдлаар эсийн төрөлд хамаарах шошгыг ердийн биомаркер ашиглан хийж байна. ялгаралтын шугамын өргөнтэй органик флуорофор, квант цэг, флюресцент бөмбөлгүүдийг гэх мэт. Тиймээс зөвхөн хэд хэдэн тодорхой эсийн төрлийг нэгэн зэрэг тэмдэглэж болно. Үүний эсрэгээр микродиск лазерын хэт нарийн зурвасын гэрлийн ялгаруулалт нь нэгэн зэрэг олон эсийн төрлийг тодорхойлох боломжтой болно.
Баг нь нарийн тааруулсан микродиск лазер хэсгүүдийг биомаркер болгон туршиж, амжилттай харуулсан бөгөөд эдгээрийг ашиглан өсгөвөрлөсөн хэвийн хөхний хучуур эд эсийг MCF10A гэж тэмдэглэжээ. Хэт өргөн зурвасын ялгаруулалтаараа эдгээр лазерууд нь цитодинамик дүрслэл, урсгалын цитометр, олон омикийн шинжилгээ зэрэг батлагдсан биоанагаах ухаан, оптик аргуудыг ашиглан био мэдрэгчийг өөрчлөх боломжтой. PEC сийлбэр дээр суурилсан технологи нь микродиск лазерын томоохон дэвшлийг харуулж байна. Аргын өргөтгөх чадвар, түүнчлэн түүний дэд нанометрийн нарийвчлал нь нанофотоник болон биоанагаах ухааны төхөөрөмжүүдэд лазерыг тоо томшгүй олон удаа ашиглах, түүнчлэн тодорхой эсийн популяци, аналитик молекулуудад зориулсан зураасан кодыг ашиглах шинэ боломжийг нээж өгдөг.
Шуудангийн цаг: 2024 оны 1-р сарын 29-ний хооронд