Lasers são usados ​​em uma variedade de dispositivos do dia a dia, aproveitando o poder das moléculas de luz, fótons, - alinhados para formar feixes de luz altamente concentrados - para realizar tarefas comuns, como ler códigos de barras e remover tatuagens.

Como a pesquisa de biossensor e bioimagem busca olhar profundamente dentro do tecido para o nível intracelular, a miniaturização de dispositivos a laser apresenta desafios significativos para essas aplicações biológicas em nanoescala. Em uma nova pesquisa, publicado em Nature Communications , os cientistas demonstram como o conceito promissor anterior de um laser de microcavidade pode produzir emissões de laser que economizam energia e são seguras para o usuário, exigindo baixa potência da bomba.

Autor correspondente, Dr. Jiajia Zhou, da University of Technology Sydney (UTS), disse que normalmente a baixa potência da bomba é insuficiente para fazer as nanopartículas se perderem, mas a equipe foi capaz de "controlar os emissores luminescentes dentro de cada nanopartícula para interagir uns com os outros para que os elétrons possam se acumular em níveis de energia específicos".

"Isso significa que mesmo com uma bomba de potência muito baixa, as nanopartículas perdem-se, na verdade, demonstramos um limite de bombeamento de duas ordens de magnitude inferior em comparação com o que normalmente é alcançado, " ela disse.

A equipe de pesquisa também teve que projetar a superfície de ligação da matriz de nanopartículas para formar uma superfície de cavidade com uma única camada uniforme.

Dr. Zhou disse que potencialmente o laser de microcavidade Near Infra Red (NIR) pode ser incorporado em tecidos grossos, células únicas, e sentir os indicadores ambientais, como temperatura, pH, e índice de refração.

“O monitoramento da mudança desses indicadores pode nos informar sobre o estado de saúde dos tecidos ou células, que se enquadra no escopo da detecção de doenças em estágio inicial, "ela disse.

Autor sênior, diretor do UTS Institute for Biomedical Materials &Devices Professor Dayong Jin, disse que esta descoberta era uma grande promessa para aplicações biológicas.

'' Eu acho que este é definitivamente um passo à frente para realizar o sonho de que, assim como usamos um apontador laser em um slide de PowerPoint, poderíamos apontar um pequeno dispositivo dentro de uma célula, e iluminar uma área de interesse dentro dos compartimentos de uma célula.

"Reduzir o requisito de potência da bomba significa menos danos ao tecido conforme o laser penetra na amostra. Além disso, neste caso, a emissão do laser é tão nítida quanto uma linha, ele pode detectar os indicadores com mais precisão, evitando a interferência indesejada que freqüentemente acontece na detecção baseada em fluorescência espontânea, " ele disse.

"Não é ficção científica. Demonstramos uma única nanopartícula, que é menor do que um compartimento intracelular, pode agir como um laser, e em baixa potência, mas ainda pode emitir um sinal agudo. Em outras palavras, um 'apontador laser' pequeno o suficiente para entrar em uma célula cancerosa, e iluminar para desligar o motor dessa célula cancerosa, "Professor Jin, que também é o diretor do Centro de Pesquisa Conjunta UTS-SUStech, disse.