La mejora de la luz en estructuras a nanoescala podría ayudar a la detección del cáncer
Principio de funcionamiento e instalación experimental. un esquema del sistema. Cuando la metasuperficie está fuera de resonancia, el calentamiento láser del agua a granel induce un flujo impulsado por la flotabilidad, transportando y agregando partículas al centro de la región iluminada. Cuando se excita el cuasi-BIC, las fuentes de calor adicionales provienen de la disipación de calor de la capa de agua cerca de los resonadores. La velocidad del flujo inducida térmicamente aumenta hasta tres veces. El flujo está representado por las dos flechas situadas encima de las nanoantenas. Recuadro:una celda unitaria de la metasuperficie. Los parámetros geométricos:períodos, Px =950 nm, Py =778 nm; a=532nm, b=192nm, H=190nm, θ=10
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. b Configuración experimental utilizada para la excitación de la metasuperficie cuasi-BIC y la obtención de imágenes del movimiento de partículas trazadoras suspendidas. L1 y L2, lentes de enfoque; M1 y M2, espejos; BF1 y BF2, filtros de paso de banda utilizados para filtrar la luz utilizada para la excitación de las partículas fluorescentes y la luz transmitida para obtener imágenes en la cámara, respectivamente. Se pasa iluminación fluorescente filtrada a través de la lente del objetivo (10× o 40×) y se enfoca en la muestra. EDFA, amplificador de fibra dopada con erbio utilizado para amplificar la potencia del láser de entrada; Colimador de fibra FC, placa de media onda HWP utilizada para girar la dirección de polarización del rayo láser, polarizador lineal LP. Las metasuperficies y las partículas trazadoras fluorescentes se visualizan en una cámara semiconductora de óxido metálico complementaria (CMOS) mediante la recopilación de señales a través de la misma lente objetivo. Crédito:Luz:ciencia y aplicaciones (2023). DOI:10.1038/s41377-023-01212-4
Una práctica de vanguardia realizada por dos investigadores de Vanderbilt que mejora la luz en estructuras a nanoescala podría ayudar en la detección de enfermedades como el cáncer.
El trabajo de Justus Ndukaife, profesor asistente de ingeniería eléctrica, y Sen Yang, reciente Ph.D. graduado del laboratorio de Ndukaife en Ciencia de Materiales Interdisciplinarios bajo Ndukaife, fue publicado en Light:Science &Applications .
En su artículo, muestran cómo una superficie nanoestructurada diseñada (metasuperficie dieléctrica cuasi-BIC) puede usarse para atrapar partículas micro y submicrónicas en segundos, lo que, según dicen, ayuda en el transporte de analitos a superficies biosensoras. La metasuperficie también puede servir como sensor para detectar partículas o moléculas agregadas, y puede usarse para mejorar la fluorescencia o las señales Raman de las moléculas, aumentando así la sensibilidad de detección, según los investigadores.
"Esta capacidad podría utilizarse para detectar vesículas asociadas al cáncer después de agregarlas para el seguimiento longitudinal del tratamiento del paciente y la detección temprana", afirma Ndukaife, que dirige el Laboratorio de Innovación en Optofluídica y Nanofotónica (LION) en Vanderbilt.
Y añade:"Nuestro trabajo es la primera demostración experimental del uso de cuasi-BIC para manipular el flujo de fluidos y las partículas suspendidas".
Más información: Sen Yang et al, Transporte optofluídico y ensamblaje de nanopartículas utilizando una metasuperficie cuasi-BIC totalmente dieléctrica, Luz:ciencia y aplicaciones (2023). DOI:10.1038/s41377-023-01212-4
Información de la revista: Luz:ciencia y aplicaciones
