Ամերիկյան թիմն առաջարկում է միկրոսկավառակի լազերների թյունինգի նոր մեթոդ

Հարվարդի բժշկական դպրոցի (HMS) և MIT General Hospital-ի համատեղ հետազոտական ​​թիմն ասում է, որ իրենք հասել են միկրոսկավառակի լազերային ելքի կարգավորման՝ օգտագործելով PEC փորագրման մեթոդը, ինչը «խոստումնալից» է դարձնում նանոֆոտոնիկայի և կենսաբժշկության նոր աղբյուրը:

(Միկրոսկավառակի լազերի թողարկումը կարող է ճշգրտվել PEC փորագրման մեթոդով)

-ի դաշտերումնանոֆոտոնիկաև կենսաբժշկություն, միկրոսկավառակլազերներիսկ նանոսկավառակի լազերները խոստումնալից են դարձելլույսի աղբյուրներև զոնդերը: Մի քանի կիրառություններում, ինչպիսիք են չիպի վրա ֆոտոնիկ հաղորդակցությունը, չիպի վրա բիոպատկերումը, կենսաքիմիական զգայությունը և քվանտային ֆոտոնների տեղեկատվության մշակումը, նրանք պետք է հասնեն լազերային ելքի՝ ալիքի երկարությունը և ծայրահեղ նեղ գոտու ճշգրտությունը որոշելու համար: Այնուամենայնիվ, մեծ մասշտաբով այս ճշգրիտ ալիքի երկարությամբ միկրոսկավառակների և նանոսկավառակների լազերների արտադրությունը մնում է դժվար: Նանոմշակման ընթացիկ գործընթացները ներկայացնում են սկավառակի տրամագծի պատահականությունը, ինչը դժվարացնում է լազերային զանգվածային մշակման և արտադրության մեջ որոշակի ալիքի երկարություն ձեռք բերելը: Այժմ Հարվարդի բժշկական դպրոցի և Մասաչուսեթսի ընդհանուր հիվանդանոցի Wellman կենտրոնի հետազոտողների թիմը:Օպտոէլեկտրոնային բժշկությունմշակել է օպտոքիմիական (PEC) օֆորտավորման նորարարական տեխնիկա, որն օգնում է ճշգրտորեն կարգավորել միկրոսկավառակի լազերի լազերային ալիքի երկարությունը ենթանոմետրի ճշգրտությամբ: Աշխատանքը հրապարակված է Advanced Photonics ամսագրում։

Ֆոտոքիմիական փորագրություն
Ըստ զեկույցների՝ թիմի նոր մեթոդը հնարավորություն է տալիս արտադրել միկրոսկավառակների լազերներ և նանոսկավառակների լազերային զանգվածներ՝ ճշգրիտ, կանխորոշված ​​արտանետումների ալիքի երկարություններով: Այս բեկման բանալին PEC փորագրման օգտագործումն է, որն ապահովում է միկրոսկավառակի լազերի ալիքի երկարությունը ճշգրտելու արդյունավետ և մասշտաբային միջոց: Վերոնշյալ արդյունքներում թիմը հաջողությամբ ձեռք բերեց ինդիումի Գալիում արսենիդ ֆոսֆատացնող միկրոսկավառակներ, որոնք ծածկված էին սիլիցիումով ինդիում ֆոսֆիդի սյունակի կառուցվածքի վրա: Այնուհետև նրանք ճշգրտորեն կարգավորեցին այս միկրոսկավակների լազերային ալիքի երկարությունը որոշակի արժեքի վրա՝ կատարելով ֆոտոքիմիական փորագրում ծծմբաթթվի նոսրացված լուծույթում:
Նրանք նաև ուսումնասիրեցին հատուկ ֆոտոքիմիական (PEC) փորագրման մեխանիզմներն ու դինամիկան: Ի վերջո, նրանք փոխանցեցին ալիքի երկարությամբ կարգավորվող միկրոսկավառակի զանգվածը պոլիդիմեթիլսիլոքսան սուբստրատի վրա՝ տարբեր լազերային ալիքի երկարությամբ անկախ, մեկուսացված լազերային մասնիկներ արտադրելու համար: Ստացված միկրոսկավառակը ցույց է տալիս լազերային արտանետման գերլայնաշերտ թողունակություն՝լազերային0,6 նմ-ից պակաս սյունակի վրա և 1,5 նմ-ից փոքր մեկուսացված մասնիկի վրա:

Բացելով դռները կենսաբժշկական կիրառությունների համար
Այս արդյունքը դուռ է բացում նանոֆոտոնիկայի և կենսաբժշկական բազմաթիվ նոր կիրառությունների համար: Օրինակ, առանձին միկրոսկավառակի լազերները կարող են ծառայել որպես ֆիզիկա-օպտիկական շտրիխ կոդեր տարասեռ կենսաբանական նմուշների համար՝ հնարավորություն տալով պիտակավորել հատուկ բջիջների տեսակները և թիրախավորել հատուկ մոլեկուլները մուլտիպլեքսային վերլուծության ժամանակ: Բջջային տիպի հատուկ պիտակավորումը ներկայումս իրականացվում է սովորական կենսամարկերների միջոցով, ինչպիսիք են. որպես օրգանական ֆտորոֆորներ, քվանտային կետեր և լյումինեսցենտային ուլունքներ, որոնք ունեն արտանետումների լայն լայնություններ: Այսպիսով, միայն մի քանի կոնկրետ տեսակի բջիջներ կարող են միաժամանակ պիտակավորվել: Ի հակադրություն, միկրոսկավառակի լազերի ծայրահեղ նեղ շերտի լույսի արտանետումը կկարողանա միաժամանակ բացահայտել ավելի շատ բջիջների տեսակներ:
Թիմը փորձարկեց և հաջողությամբ ցուցադրեց միկրոսկավառակի լազերային մասնիկները՝ որպես բիոմարկերներ՝ օգտագործելով դրանք կրծքագեղձի նորմալ էպիթելի MCF10A բջիջները պիտակավորելու համար: Իրենց գերլայնաշերտ արտանետմամբ այս լազերները կարող են պոտենցիալ հեղափոխություն կատարել բիոսենսինգում՝ օգտագործելով ապացուցված կենսաբժշկական և օպտիկական մեթոդներ, ինչպիսիք են ցիտոդինամիկ պատկերումը, հոսքի ցիտոմետրիան և բազմաօմիկական վերլուծությունը: PEC փորագրման վրա հիմնված տեխնոլոգիան մեծ առաջընթաց է գրանցում միկրոսկավառակների լազերներում: Մեթոդի լայնածավալությունը, ինչպես նաև դրա ենթնանոմետրային ճշգրտությունը նոր հնարավորություններ է բացում նանոֆոտոնիկայի և կենսաբժշկական սարքերում լազերների անհամար կիրառման համար, ինչպես նաև բջիջների հատուկ պոպուլյացիաների և վերլուծական մոլեկուլների շտրիխ կոդերի համար: