Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> nanoteknologi

Lysforbedring i strukturer i nanoskala kunne hjælpe med at opdage kræft

Arbejdsprincip og forsøgsanlæg. et skema over systemet. Når metasfladen er off-resonans, inducerer laseropvarmningen af ​​bulkvandet opdriftsdrevet strømning, der transporterer og aggregerer partikler til midten af ​​det belyste område. Når quasi-BIC er exciteret, kommer yderligere varmekilder fra varmeafgivelsen af ​​vandlaget tæt på resonatorerne. Den termisk inducerede strømningshastighed øges op til tre gange. Strømmen er repræsenteret af de to pile over nanoantennerne. Indsat:en enhedscelle af metasfladen. De geometriske parametre:perioder, Px =950 nm, Py =778 nm; a=532nm, b=192nm, H=190nm, θ=10 . b Eksperimentel opstilling brugt til excitation af quasi-BIC-metasoverfladen og billeddannelse af bevægelsen af ​​suspenderede sporpartikler. L1 og L2, fokuseringslinser; M1 og M2, spejle; BF1 og BF2, båndpasfiltre, der bruges til at filtrere henholdsvis lys, der bruges til excitation af de fluorescerende partikler, og lys, der transmitteres til billeddannelse på kameraet. Filtreret fluorescerende belysning føres gennem objektivlinsen (10× eller 40×) og fokuseres på prøven. EDFA, Erbium-doteret fiberforstærker, der bruges til at forstærke inputlaserens effekt; FC fiberkollimator, HWP halvbølgeplade, der bruges til at rotere laserstrålens polarisationsretning, LP lineær polarisator. Metaoverfladerne og de fluorescerende sporstofpartikler visualiseres på et komplementært metal-oxid-halvleder-kamera (CMOS) ved at indsamle signaler gennem den samme objektivlinse. Kredit:Light:Science &Applications (2023). DOI:10.1038/s41377-023-01212-4

En banebrydende praksis fra to Vanderbilt-forskere, der forbedrer lyset i strukturer i nanoskala, kunne hjælpe med at opdage sygdomme som kræft.

Arbejdet af Justus Ndukaife, assisterende professor i elektroteknik, og Sen Yang, en nylig ph.d. kandidat fra Ndukaifes laboratorium i Interdisciplinary Materials Science under Ndukaife, blev udgivet i Light:Science &Applications .

I deres papir viser de, hvordan en konstrueret nanostruktureret overflade - kvasi-BIC dielektrisk metasurface - kan bruges til at fange mikro- og sub-mikron partikler inden for få sekunder, som de siger hjælper med transporten af ​​analytter til biosensing overflader. Metasoverfladen kan også tjene som en sensor til at detektere de aggregerede partikler eller molekyler og kan bruges til at forbedre fluorescens- eller Raman-signaler fra molekylerne og derved øge detektionsfølsomheden, ifølge forskerne.

"En sådan evne kunne bruges til at detektere cancerassocierede vesikler efter aggregering af vesiklerne til longitudinel patientbehandlingsovervågning og tidlig detektion," siger Ndukaife, der leder Laboratory for Innovation in Optofluidics and Nanophotonics (LION) hos Vanderbilt.

Han tilføjer:"Vores arbejde er den første eksperimentelle demonstration af brugen af ​​quasi-BIC til at manipulere væskeflow og suspenderede partikler."

Flere oplysninger: Sen Yang et al., Optofluidisk transport og samling af nanopartikler ved hjælp af en hel-dielektrisk kvasi-BIC metasurface, Light:Science &Applications (2023). DOI:10.1038/s41377-023-01212-4

Journaloplysninger: Lys:Videnskab og applikationer

Leveret af Vanderbilt University




Varme artikler