Uma equipe conjunta de pesquisa da Harvard Medical School (HMS) e do MIT General Hospital afirma ter conseguido ajustar a potência de saída de um laser de microdisco usando o método de gravação PEC, tornando essa nova fonte para nanofotônica e biomedicina "promissora".
(A potência de saída do laser de microdisco pode ser ajustada pelo método de gravação PEC)
Nos campos denanofotônicae biomedicina, microdiscolaserse os lasers de nanodiscos tornaram-se promissoresfontes de luze sondas. Em diversas aplicações, como comunicação fotônica em chip, bioimagem em chip, sensoriamento bioquímico e processamento de informações quânticas de fótons, é necessário obter uma saída de laser com comprimento de onda preciso e banda ultranarrow. No entanto, fabricar lasers de microdisco e nanodisco com esse comprimento de onda preciso em larga escala ainda é um desafio. Os processos atuais de nanofabricação introduzem aleatoriedade no diâmetro do disco, o que dificulta a obtenção de um comprimento de onda definido no processamento e produção em massa de lasers. Agora, uma equipe de pesquisadores da Harvard Medical School e do Wellman Center forMedicina OptoeletrônicaDesenvolveu uma técnica inovadora de gravação optoquímica (PEC) que permite ajustar com precisão o comprimento de onda de um laser de microdisco com acurácia subnanométrica. O trabalho foi publicado na revista Advanced Photonics.
corrosão fotoquímica
Segundo relatos, o novo método da equipe permite a fabricação de lasers de microdisco e conjuntos de lasers de nanodiscos com comprimentos de onda de emissão precisos e predeterminados. A chave para esse avanço é o uso da gravação fotoeletroquímica (PEC), que proporciona uma maneira eficiente e escalável de ajustar com precisão o comprimento de onda de um laser de microdisco. Nos resultados acima, a equipe obteve com sucesso microdiscos de fosfatização de arseneto de índio e gálio revestidos com sílica sobre a estrutura de coluna de fosfeto de índio. Em seguida, ajustaram o comprimento de onda do laser desses microdiscos com precisão para um valor determinado, realizando gravação fotoquímica em uma solução diluída de ácido sulfúrico.
Eles também investigaram os mecanismos e a dinâmica de gravuras fotoquímicas (PEC) específicas. Finalmente, transferiram a matriz de microdiscos com comprimento de onda ajustado para um substrato de polidimetilsiloxano para produzir partículas de laser independentes e isoladas com diferentes comprimentos de onda. O microdisco resultante apresenta uma largura de banda ultralarga de emissão de laser, comlaserna coluna, com tamanho inferior a 0,6 nm, e a partícula isolada com tamanho inferior a 1,5 nm.
Abrindo as portas para aplicações biomédicas
Este resultado abre caminho para muitas novas aplicações em nanofotônica e biomedicina. Por exemplo, lasers de microdisco independentes podem servir como códigos de barras físico-ópticos para amostras biológicas heterogêneas, permitindo a marcação de tipos celulares específicos e o direcionamento de moléculas específicas em análises multiplex. A marcação específica de tipos celulares é atualmente realizada utilizando biomarcadores convencionais, como fluoróforos orgânicos, pontos quânticos e microesferas fluorescentes, que possuem amplas larguras de linha de emissão. Assim, apenas alguns tipos celulares específicos podem ser marcados simultaneamente. Em contraste, a emissão de luz de banda ultranarrow de um laser de microdisco será capaz de identificar mais tipos celulares ao mesmo tempo.
A equipe testou e demonstrou com sucesso partículas de laser de microdisco precisamente ajustadas como biomarcadores, utilizando-as para marcar células epiteliais mamárias normais cultivadas (MCF10A). Com sua emissão de banda ultralarga, esses lasers têm o potencial de revolucionar a biossensagem, utilizando técnicas biomédicas e ópticas comprovadas, como imagem citodinâmica, citometria de fluxo e análise multiômica. A tecnologia baseada em gravação fotoeletroquímica (PEC) representa um grande avanço em lasers de microdisco. A escalabilidade do método, bem como sua precisão subnanométrica, abre novas possibilidades para inúmeras aplicações de lasers em nanofotônica e dispositivos biomédicos, além de códigos de barras para populações celulares específicas e moléculas analíticas.
Data da publicação: 29/01/2024