Un equip de recerca conjunt de la Facultat de Medicina de Harvard (HMS) i l'Hospital General del MIT afirma que han aconseguit ajustar la sortida d'un làser de microdisc mitjançant el mètode de gravat PEC, cosa que converteix una nova font per a la nanofotònica i la biomedicina en "prometedora".
(La sortida del làser de microdisc es pot ajustar mitjançant el mètode de gravat PEC)
En els camps denanofotònicai biomedicina, microdisclàsersi els làsers de nanodisc s'han tornat prometedorsfonts de llumi sondes. En diverses aplicacions com la comunicació fotònica en xip, la bioimatge en xip, la detecció bioquímica i el processament d'informació de fotons quàntics, necessiten aconseguir una sortida làser per determinar la longitud d'ona i la precisió de la banda ultraestreta. Tanmateix, continua sent un repte fabricar làsers de microdisc i nanodisc d'aquesta longitud d'ona precisa a gran escala. Els processos actuals de nanofabricació introdueixen l'aleatorietat del diàmetre del disc, cosa que dificulta l'obtenció d'una longitud d'ona determinada en el processament i la producció de massa làser. Ara, un equip d'investigadors de la Facultat de Medicina de Harvard i del Centre Wellman per a...Medicina Optoelectrònicaha desenvolupat una innovadora tècnica de gravat optoquímic (PEC) que ajuda a ajustar amb precisió la longitud d'ona del làser d'un microdisc làser amb una precisió subnanomètrica. El treball es publica a la revista Advanced Photonics.
Gravat fotoquímic
Segons els informes, el nou mètode de l'equip permet la fabricació de làsers de microdisc i matrius làser de nanodisc amb longituds d'ona d'emissió precises i predeterminades. La clau d'aquest avenç és l'ús del gravat PEC, que proporciona una manera eficient i escalable d'ajustar la longitud d'ona d'un làser de microdisc. En els resultats anteriors, l'equip va obtenir amb èxit microdiscs de fosfatació d'arseniur d'indi i gal·li coberts amb sílice sobre l'estructura de columna de fosfur d'indi. A continuació, van ajustar la longitud d'ona del làser d'aquests microdiscs amb precisió a un valor determinat realitzant un gravat fotoquímic en una solució diluïda d'àcid sulfúric.
També van investigar els mecanismes i la dinàmica de gravats fotoquímics (PEC) específics. Finalment, van transferir la matriu de microdiscs sintonitzats per longitud d'ona a un substrat de polidimetilsiloxà per produir partícules làser independents i aïllades amb diferents longituds d'ona làser. El microdisc resultant mostra un ample de banda ultraample d'emissió làser, amb lalàsera la columna menys de 0,6 nm i la partícula aïllada menys d'1,5 nm.
Obrint la porta a les aplicacions biomèdiques
Aquest resultat obre la porta a moltes noves aplicacions nanofotòniques i biomèdiques. Per exemple, els làsers de microdisc autònoms poden servir com a codis de barres fisicoòptics per a mostres biològiques heterogènies, permetent l'etiquetatge de tipus cel·lulars específics i la focalització de molècules específiques en anàlisis multiplex. L'etiquetatge específic del tipus cel·lular es realitza actualment mitjançant biomarcadors convencionals, com ara fluoròfors orgànics, punts quàntics i perles fluorescents, que tenen amplades de línia d'emissió àmplies. Per tant, només es poden etiquetar uns quants tipus cel·lulars específics alhora. En canvi, l'emissió de llum de banda ultraestreta d'un làser de microdisc podrà identificar més tipus cel·lulars alhora.
L'equip va provar i demostrar amb èxit partícules làser de microdisc sintonitzades amb precisió com a biomarcadors, utilitzant-les per etiquetar cèl·lules epitelials mamàries normals cultivades MCF10A. Amb la seva emissió de banda ultra ampla, aquests làsers podrien revolucionar la biosensorització, utilitzant tècniques biomèdiques i òptiques provades com ara imatges citodinàmiques, citometria de flux i anàlisi multiòmica. La tecnologia basada en el gravat PEC marca un avenç important en els làsers de microdisc. L'escalabilitat del mètode, així com la seva precisió subnanomètrica, obre noves possibilitats per a innombrables aplicacions de làsers en nanofotònica i dispositius biomèdics, així com codis de barres per a poblacions cel·lulars específiques i molècules analítiques.
Data de publicació: 29 de gener de 2024