Los láseres se utilizan en una variedad de dispositivos cotidianos, aprovechar el poder de las moléculas de luz, fotones, - alineados para formar haces de luz altamente concentrados, para realizar tareas ahora comunes, como escanear códigos de barras y eliminar tatuajes.

Dado que la investigación en biodetección y bioimagen busca mirar en profundidad el interior del tejido hasta el nivel intracelular, la miniaturización de los dispositivos láser plantea importantes desafíos para estas aplicaciones biológicas a nanoescala. En una nueva investigación, publicado en Comunicaciones de la naturaleza , Los científicos demuestran cómo el prometedor concepto anterior de un láser de microcavidad puede producir emisiones de láser seguras para el usuario y que ahorran energía y requieren poca potencia de bombeo.

El autor para correspondencia, el Dr. Jiajia Zhou, de la Universidad de Tecnología de Sydney (UTS), dijo que normalmente una potencia de bombeo baja es insuficiente para hacer que las nanopartículas emitan láser, pero el equipo fue capaz de "controlar los emisores luminiscentes dentro de cada nanopartícula para que interactúen entre sí de modo que los electrones puedan acumularse a niveles de energía específicos".

"Esto significa que incluso con una bomba de muy baja potencia, las nanopartículas emitirán láser, De hecho, demostramos un umbral de bombeo de dos órdenes de magnitud más bajo en comparación con lo que generalmente se logra, " ella dijo.

El equipo de investigación también tuvo que diseñar la superficie de unión de la matriz de nanopartículas para formar una superficie de cavidad con una sola capa uniforme.

El Dr. Zhou dijo que potencialmente el láser de microcavidad de infrarrojo cercano (NIR) puede incrustarse en tejidos gruesos, celdas individuales, y detectar los indicadores ambientales como la temperatura, pH e índice de refracción.

"El seguimiento del cambio de estos indicadores puede indicarnos el estado de salud de los tejidos o las células, que se encuentra en el ámbito de la detección de enfermedades en etapa temprana, "ella dijo.

Autor principal, director del Instituto de Materiales y Dispositivos Biomédicos de la UTS, el profesor Dayong Jin, dijo que este descubrimiento era muy prometedor para aplicaciones biológicas.

'' Creo que este es definitivamente un paso adelante para hacer realidad el sueño de que, al igual que usamos un puntero láser en una diapositiva de PowerPoint, podríamos apuntar un pequeño dispositivo dentro de una celda, e iluminar un área de interés dentro de los compartimentos de una celda.

"Reducir el requisito de potencia de la bomba significa menos daño tisular a medida que el láser penetra en la muestra. Además, en este caso, la emisión láser es tan nítida como una línea, puede detectar los indicadores con mayor precisión al evitar la interferencia no deseada que ocurre con frecuencia en la detección espontánea basada en fluorescencia, " él dijo.

"No es ciencia ficción. Hemos demostrado una sola nanopartícula, que es más pequeño que un compartimento intracelular, puede actuar como un láser, y a baja potencia, pero aún puede emitir una señal nítida. En otras palabras, un 'puntero láser' lo suficientemente pequeño como para entrar en una célula cancerosa, e iluminar para detener el motor de esa célula cancerosa, "Profesor Jin, quien también es el director del Centro de Investigación Conjunta UTS-SUStech, dijo.