L'amélioration de la lumière dans les structures nanométriques pourrait faciliter la détection du cancer
Principe de fonctionnement et installation expérimentale. un schéma du système. Lorsque la métasurface est hors résonance, le chauffage laser de l'eau en vrac induit un écoulement entraîné par la flottabilité, transportant et agrégeant les particules vers le centre de la région éclairée. Lorsque le quasi-BIC est excité, des sources de chaleur supplémentaires proviennent de la dissipation thermique de la couche d'eau proche des résonateurs. La vitesse d'écoulement induite par la chaleur est multipliée par trois. Le flux est représenté par les deux flèches au-dessus des nanoantennes. Encart :une cellule unitaire de la métasurface. Les paramètres géométriques :périodes, Px =950 nm, Py =778 nm ; a=532 nm, b=192 nm, H=190 nm, θ=10
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. b Dispositif expérimental utilisé pour l'excitation de la métasurface quasi-BIC et l'imagerie du mouvement des particules traceuses en suspension. L1 et L2, lentilles de focalisation ; M1 et M2, miroirs; BF1 et BF2, filtres passe-bande utilisés pour filtrer la lumière utilisée pour l'excitation des particules fluorescentes et la lumière transmise pour l'imagerie sur la caméra, respectivement. L'éclairage fluorescent filtré passe à travers l'objectif (10 × ou 40 ×) et se concentre sur l'échantillon. EDFA, amplificateur à fibre dopée à l'Erbium utilisé pour amplifier la puissance du laser d'entrée; Collimateur à fibre FC, plaque demi-onde HWP utilisée pour faire pivoter la direction de polarisation du faisceau laser, polariseur linéaire LP. Les métasurfaces et les particules traceuses fluorescentes sont visualisées sur une caméra CMOS (métal-oxyde-semi-conducteur complémentaire) en collectant des signaux à travers le même objectif. Crédit :Lumière :Science et applications (2023). DOI :10.1038/s41377-023-01212-4
Une pratique de pointe de deux chercheurs de Vanderbilt qui améliore la lumière dans les structures nanométriques pourrait aider à détecter des maladies comme le cancer.
Les travaux de Justus Ndukaife, professeur adjoint de génie électrique, et de Sen Yang, récent doctorant. diplômé du laboratoire de Ndukaife en science interdisciplinaire des matériaux sous Ndukaife, a été publié dans Light :Science &Applications .
Dans leur article, ils montrent comment une surface nanostructurée artificielle – une métasurface diélectrique quasi-BIC – peut être utilisée pour piéger des particules micrométriques et submicroniques en quelques secondes, ce qui, selon eux, facilite le transport des analytes vers les surfaces de biodétection. La métasurface peut également servir de capteur pour détecter les particules ou molécules agrégées, et peut être utilisée pour améliorer la fluorescence ou les signaux Raman des molécules, augmentant ainsi la sensibilité de détection, selon les chercheurs.
"Une telle capacité pourrait être utilisée pour détecter les vésicules associées au cancer après avoir regroupé les vésicules pour une surveillance longitudinale du traitement des patients et une détection précoce", explique Ndukaife, qui dirige le Laboratoire d'innovation en optofluidique et nanophotonique (LION) à Vanderbilt.
Il ajoute :"Notre travail est la première démonstration expérimentale de l'utilisation du quasi-BIC pour manipuler l'écoulement des fluides et les particules en suspension."
Plus d'informations : Sen Yang et al, Transport optofluidique et assemblage de nanoparticules à l'aide d'une métasurface quasi-BIC entièrement diélectrique, Light :Science &Applications (2023). DOI :10.1038/s41377-023-01212-4
Informations sur le journal : La lumière :science et applications
