分子灯火辉煌

分子是生命的基石。像其他生物一样,我们是他们做的。他们控制我们的生物节律,也可以反映出我们的健康状况。领导的研究人员费伦茨Krausz在阿托秒物理实验室(圈)的合资企业Ludwig-Maximilians-Universitat (LMU)和马克斯·普朗克量子光学研究所(成功)在慕尼黑,想用红外线来研究疾病分子标记要详细得多,例如促进早期癌症诊断。团队开发了一个强大的飞秒光源发出的波长在1.6和10.2微米之间。这个工具应该能够探测到有机分子在血液中浓度极低或吸入。

无数的分子反应非常具体的方式特定波长的光中红外区域。通过吸收特定波长,每种类型的样品中分子印记光束传输特定的签名,作为分子指纹。与一个宽带中红外光源检测许多分子结构的指纹——在血液或吸入样本,例如。如果样本包含标记分子与特定疾病相关,这些也将揭示他们的存在的光谱传输红外线。

腿上物理学家已经建造这样一个光源,涵盖1.6和10.2微米之间的波长。激光系统展品watt-level平均输出功率,是focusable导致高度的红外光源。这个特性增强了能力检测分子出现在极低的浓度。此外,飞秒脉冲的激光能产生列车(飞秒是1000000000秒的1000000(10 - 15秒),这使得它可以进行时间分辨、低噪声和高——精确测量。

目前,红外光谱通常是基于非相干光的使用,提供覆盖整个中红外区域。然而,相对较低的非相干源产生的光束亮度明显降低了检测的能力非常弱的分子指纹。或者可以使用同步加速器辐射粒子加速器中产生,但这种设施短缺,非常昂贵。然而,激光方法可以生成更加美好比同步加速器束。物理学家们的腿上已经成功的建立一个连贯的光源产生的激光在一个广泛的红外光谱区域范围。那曾经是激光源的主要缺点此外,新系统有一个规模小得多的足迹比同步加速器(和成本要低得多):适合的一张大桌子上。

“当然,仍有很长的路要走,直到我们可以在比目前早期诊断癌症。我们需要一个更好的理解疾病的标记,我们必须设计一个有效的方法来量化,例如,“马库斯·塞德尔说,研究人员参与的项目之一。“但现在显著提高光源可用,我们可以开始解决这些问题。“此外,新的激光系统会发现应用程序超出了生物科学领域。毕竟,分子的精确观察及其转换两种化学和物理学的核心。

这篇文章被转载材料所提供的Ludwig-Maximilians-Universitat慕尼黑。注:材料可能是长度和内容的编辑。为进一步的信息,请联系引用源。

参考
马库斯·塞德尔et al . Multi-watt multi-octave,中红外飞秒来源。科学的进步,2018 DOI: 10.1126 / sciadv.aaq1526。