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兆赫波電漿子用來打造生物成像裝置

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科技產業資訊室 - 謝威翔 發表於 2019年3月21日

圖、兆赫波電漿子用來打造生物成像裝置

東京工業大學的研究團隊開發出一種讓使用者能方便使用的可調式生物感測器,專門為兆赫波波段範圍設計,使用他們的新型感測器所得到的生物影像,已被證實能夠區分不同的生物組織,該成果擴展了未來兆赫波波段在生物分析和診斷上的應用,本研究成果發表在Scientific Reports期刊上。
 
電漿子(Plasmonics)是目前熱門技術,原理是控制金屬中激發狀態的自由電子,讓其形成一種狀態稱為表面電漿體(surface plasmons),此技術具有開發超靈敏生物感測器的潛力。而兆赫波(THz)則指頻率約為0.3到3兆赫的電磁波,大約是的毫米波波段的高頻區和低頻的遠紅外光譜之間,許多物質的兆赫茲光譜能夠反映出許多物理和化學特性,故有許多新興應用。利用電漿子與新興的兆赫波(THz)技術相結合能夠檢測微小的生物樣品,但仍有許多困難需要克服,主要是因為兆赫波的波長比可見光、紅外光和紫外光更長。
 
東京工業大學的研究團隊利用可調頻率等離子體的THz零組件,其關鍵特性在於螺旋牛眼(spiral bull's eye, SBE)設計,由於其凹槽的平滑變化,從而產生連續的可調頻率,新設計的另一個優點是它包含一個所謂的賽門星形光圈(Siemens-star aperture),利用簡單地改變螺旋結構的旋轉,讓使用者選擇所需的頻率。
 
在初步實驗中,為了評估新設備對生物組織的可視化程度,研究人員獲得了各種小鼠器官的THz透射光譜(transmission spectra),包括頭髮、皮膚和骨骼以及尾巴,其結果發現使用SBE設計獲得的影像能夠顯著加強區分不同組織的能力。(558字;圖1)


參考資料:
Tunable bio-imaging device from terahertz plasmonics. ScienceDaliy,2019/3/5
Continuously Frequency-Tuneable Plasmonic Structures for Terahertz Bio-sensing and Spectroscopy. Scientific Reports,2019/3/5


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