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激光器操纵金刚石纳米粒子以在生物传感中打开应用

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日本,日本札幌 - 2021年3月31日 - 来自北海道大学,大阪府大学和大阪大学的科学家们展示了使用不同波长的激光束,而不是相反的方向的能力,以便在a中移动大约50nm的金刚石纳米粒子概念验证实验。所示的方法建立了光学诱捕的基本原则和结果,旨在为未来和即将到来的生物成像应用建立基础和量子计算。

纳米金刚胺具有碳原子晶格,可含有缺陷,导致氮原子和荧光中心或物理空位,取代两个相邻的碳原子。缺陷改变受影响的纳米金刚石的量子力学性能,改变其纳米颗粒的方式对光反应的方式。当它们具有该荧光中心时,这些纳米金刚石(称为“共振”纳米金刚石)吸收绿光并发出红色荧光。

由于这些性质和特性,谐振纳米金刚胺用于生物传感应用,用于生物成像,以及作为单光子源。

在目前的工作中,研究人员由北海道大学的Keiji Sasaki领导,在基于纳米金刚石的解决方案中浸泡了一个光学纳米纤维,使用纳米金刚石,没有荧光中心。使用绿色激光并通过纳米纤维的一端闪耀,它们用荧光中心捕获了单个纳米胺并成功地将其从激光器传送。纳米金刚德确实吸收了击中它的激光部分,并且一些光被散开。

作用在纳米金刚石上的光学力。纳米金刚胺吸收闪耀在其上的激光(Fabs)的一部分;一些光也被散射(FSCA)。这些力之间的相互作用导致纳米金刚胺的运动。礼貌的Hideki Fujiwara等。(科学推进)。
作用在纳米金刚石上的光学力。纳米金刚胺吸收一部分闪耀在其上的激光(fABS.);一些光也分散(f斯卡)。这些力之间的相互作用导致纳米金刚胺的运动。礼貌的Hideki Fujiwara等。(科学推进)。
研究人员还证明,当它们从纳米纤维的相对侧闪烁在纳米二末端上的绿色和红色激光器时,它们能够独立地控制共振和非念珠菌纳米胺的运动。

红色激光器以比绿色激光更大的强度推动非念珠菌纳米金刚石。由于谐振纳米金刚石吸收红光,绿色激光器以更大的强度推动谐振纳米胺。

此外,通过在他们执行工作的确切条件下观察其运动,科学家能够确定每个共振纳米金刚胺中存在的荧光中心的数量。

在成功证明概念证明之后,团队成员表示,他们的下一步是应用它们的捕获和操纵纳米金刚石以染色掺杂纳米颗粒的方法。这些有机纳米颗粒可以用作生物渗透系统中的纳米体。

该研究得到了日本促进科学协会的支持,由网络和设备网络联合研究中心的合作研究计划提供支持。

该研究发表在科学推进www.doi.org/10.1126/sciadv.abd9551.)。

photonics.com.
3月2021年
词汇表
量子
可以将波浪能量分成的最小量。量子与波的频率成比例。见光子。
亚太地区 日本 北海道大学 大阪大学 大阪府大学 红色激光 绿色激光 生物学学 生物溶解 生物成像 纳米金刚胺 纳米颗粒 单光子源 光学陷阱 量子 生物渗透 传感器和探测器

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