抽运纳米粒子以低功率发射激光

激光用于各种日常设备中，它们利用光分子，光子的力量排成一列，以形成高度集中的光束，以执行现在常见的任务，例如扫描条形码和去除纹身。随着生物传感和生物成像研究试图向组织内部深入细胞内水平，小型化的激光设备对这些纳米级生物应用提出了重大挑战。在《自然通讯》上发表的一项新研究中，科学家们证明了较早有希望的微腔激光器概念如何能够产生节能且用户安全的，需要低泵浦功率的激光发射。

悉尼科技大学(UTS)的通讯作者Jiajia Zhou博士说，通常低的泵浦功率不足以使纳米粒子产生激光，但该团队能够“控制每个纳米粒子中的发光体相互相互作用。这样电子就可以在特定的能级上积累”。

她说：“这意味着即使在非常低的功率泵浦下，纳米粒子也会发光，事实上，与通常所达到的相比，我们证明了较低的泵浦阈值两个数量级。”

研究团队还必须设计纳米颗粒基质的结合表面，以形成具有均匀单层的空腔表面。

周博士说，近红外(NIR)微腔激光器可以嵌入到厚组织，单个细胞中，并可以感知环境指标，例如温度，pH和折射率。

她说：“监测这些指标的变化可以告诉我们组织或细胞的健康状况，属于早期疾病检测的范围。”

悉尼科技大学生物医学材料与器件研究所所长，资深作者金大勇教授说，这一发现为生物学应用带来了广阔前景。

``我认为这绝对是实现梦想的一步，就像我们在幻灯片幻灯片上使用激光笔一样，我们可以将微型设备指向电池内部，并照亮电池室内的某个感兴趣区域。

“降低对泵浦功率的要求意味着，当激光穿透样品时，对组织的损害会减少。此外，在这种情况下，激光发射像一条线一样清晰，可以避免频繁发生的不希望的干扰，从而可以更准确地检测指示器。自发的基于荧光的感应，”他说。

“这不是科幻小说。我们已经证明了一个单个的纳米粒子，它比细胞内隔室小，可以像激光一样工作，并且功率低，但仍可以发出清晰的信号。换句话说，'激光指示器'足够小进入癌细胞内，并照亮以阻止癌细胞的引擎。”金教授，他也是UTS-SUStech联合研究中心主任。