O aumento da luz em estruturas em nanoescala pode ajudar na detecção do câncer
Princípio de funcionamento e instalação experimental. um esquema do sistema. Quando a metassuperfície está fora de ressonância, o aquecimento a laser da água a granel induz um fluxo impulsionado pela flutuabilidade, transportando e agregando partículas para o centro da região iluminada. Quando o quase-BIC é excitado, fontes adicionais de calor vêm da dissipação de calor da camada de água próxima aos ressonadores. A velocidade do fluxo induzida termicamente é aumentada em até três vezes. O fluxo é representado pelas duas setas acima das nanoantenas. Inserção:uma célula unitária da metassuperfície. Os parâmetros geométricos:períodos, Px =950 nm, Py =778nm; a=532nm, b=192nm, H=190nm, θ=10
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. b Configuração experimental usada para excitação da metassuperfície quase BIC e geração de imagens do movimento de partículas traçadoras suspensas. L1 e L2, lentes de focagem; M1 e M2, espelhos; BF1 e BF2, filtros passa-banda usados para filtrar a luz usada para excitação das partículas fluorescentes e a luz transmitida para geração de imagens na câmera, respectivamente. A iluminação fluorescente filtrada é passada através da lente objetiva (10× ou 40×) e focada na amostra. EDFA, amplificador de fibra dopada com érbio usado para amplificar a potência do laser de entrada; Colimador de fibra FC, placa de meia onda HWP usada para girar a direção de polarização do feixe de laser, polarizador linear LP. As metassuperfícies e partículas traçadoras fluorescentes são visualizadas em uma câmera semicondutora de óxido metálico complementar (CMOS), coletando sinais através da mesma lente objetiva. Crédito:Light:Ciência e Aplicações (2023). DOI:10.1038/s41377-023-01212-4 Uma prática de ponta de dois pesquisadores da Vanderbilt que aumenta a luz em estruturas em nanoescala poderia ajudar na detecção de doenças como o câncer.
O trabalho de Justus Ndukaife, professor assistente de engenharia elétrica, e Sen Yang, um recente Ph.D. graduado pelo laboratório de Ndukaife em Ciência Interdisciplinar de Materiais sob Ndukaife, foi publicado em Light:Science &Applications .
Em seu artigo, eles mostram como uma superfície nanoestruturada projetada - metassuperfície dielétrica quase BIC - pode ser usada para capturar partículas micro e submicrométricas em segundos, o que, segundo eles, ajuda no transporte de analitos para superfícies de biossensor. A metassuperfície também pode servir como um sensor para detectar partículas ou moléculas agregadas e pode ser usada para aumentar a fluorescência ou sinais Raman das moléculas, aumentando assim a sensibilidade de detecção, de acordo com os pesquisadores.
"Essa capacidade poderia ser utilizada para detectar vesículas associadas ao câncer após agregar as vesículas para monitoramento longitudinal do tratamento do paciente e detecção precoce", diz Ndukaife, que dirige o Laboratório de Inovação em Optofluídica e Nanofotônica (LION) em Vanderbilt.
Ele acrescenta:“Nosso trabalho é a primeira demonstração experimental do uso de quase-BIC para manipular o fluxo de fluidos e partículas suspensas”.
Mais informações: Sen Yang et al, Transporte optofluídico e montagem de nanopartículas usando uma metassuperfície quase BIC totalmente dielétrica, Light:Science &Applications (2023). DOI:10.1038/s41377-023-01212-4 Informações do diário: Luz:Ciência e Aplicações
