Investigadores del Instituto de Tecnología de Tokio Tokyo Tech han desarrollado un biosensor sintonizable y fácil de usar diseñado para el rango de terahercios. Las imágenes de órganos de ratones obtenidas con su nuevo dispositivo verifican que el sensor es capaz de distinguir entre diferentes tejidos.El logro amplía las posibilidades de aplicaciones de terahercios en análisis biológicos y diagnósticos futuros.
Los plasmónicos son tecnologías muy solicitadas para aplicaciones de dispositivos en seguridad, detección y atención médica. Implican aprovechar la excitación de electrones libres en metales que se llaman plasmones de superficie. Una de las aplicaciones más prometedoras de los materiales plasmónicos es el desarrollo de ultrabiosensores sensibles
La capacidad de combinar plasmónicos con tecnologías emergentes de terahercios THz para detectar pequeñas muestras biológicas hasta ahora ha resultado desafiante, principalmente porque las ondas de luz THz tienen longitudes de onda más largas que la luz visible, infrarroja y ultravioleta.
Ahora, Yukio Kawano y sus colegas del Laboratorio de Tokio Tech para la Investigación Interdisciplinaria Futura de Ciencia y Tecnología que trabajan en colaboración con investigadores de la Universidad de Medicina y Odontología de Tokio han encontrado una manera de superar esta barrera mediante el diseño de un dispositivo THz de base plasmónica ajustable por frecuencia.
Una de las características clave del nuevo dispositivo es su diseño espiral de ojo de buey SBE. Debido a sus ranuras suavemente variadas, "el período de ranura cambia continuamente con la dirección del diámetro, lo que resulta en características continuamente ajustables en frecuencia", dice Kawanoen su estudio publicado en Informes científicos .
Otra ventaja del nuevo diseño es que incorpora la llamada apertura de estrella de Siemens, que permite una forma fácil de seleccionar la frecuencia deseada simplemente cambiando la rotación de la estructura plasmónica en espiral.
"El dispositivo también aumenta la intensidad del campo eléctrico en la apertura de la longitud de onda inferior, lo que amplifica significativamente la transmisión", dice Kawano.
En experimentos preliminares para evaluar qué tan bien el nuevo dispositivo podía visualizar tejidos biológicos, los investigadores obtuvieron espectros de transmisión de THz para varios órganos de ratones. Para investigar más, también realizaron un mapeo de THz de colas de ratones. Al comparar imágenes obtenidas con y sin el SBEdiseño, el estudio mostró que el primero condujo a una capacidad notablemente mejorada para distinguir entre diferentes tejidos como el cabello, la piel y los huesos.
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Materiales proporcionados por Instituto de Tecnología de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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