生物兼容蛋白水凝胶微图案的光刻平版印刷

通过简易的紫外光刻平版印刷技术,对无化学修饰的生物兼容性良好的天然牛白蛋白的水相光刻胶进行微图案化加工,获得了可用作微光栅器件的蛋白质微条纹结构,表征了蛋白质凝胶微条纹图案的宏观性状.结果表明,其折射散射彩虹色明显,单束激光经过后的衍射条纹对称度高,可获得11级衍射条纹.通过改变参数实现了条纹的可控褶皱.将图案化的蛋白水凝胶膜用于肝癌细胞的培养,实现了细胞图案化排布.     

激光直写玻璃基平面波导用于荧光成像

荧光显微成像技术具有标记能力强、信号强度高、实验成本低、成像过程简单且从活体到离体均可成像等特点,在肿瘤细胞成像、药物分布体内探测等生物学分析成像研究中应用广泛,但如何同时兼具宽视场和高分辨率是当前荧光显微成像领域的一大难点.平面硅波导被发现可实现超薄样品大范围成像,然而其需要溅射沉积或是离子束刻蚀等制备工艺,相关工艺复杂且设备昂贵.本文设计了一种基于皮秒激光直写的平面波导型荧光显微装置,利用皮秒激光刻蚀玻璃表层快速制备微米级沟槽,进一步通过旋涂SU-8光刻胶实现低成本、批量化制备玻璃基平面波导.通过调整激光加工功率、频率、扫描速度等参数可以定制波导直径和深度.采用罗丹明B荧光分子的显微探测实验,验证了该激光直写玻璃基平面波导完全满足高分辨率和大视场的生物成像需要,这种简易快速的加工手段能够有效提升荧光成像领域的经济效益和社会效益.     

Tunable protein microlens array

Based on natural protein materials, a series of lenses with different heights and focal lengths were assembled on glass substrates by femtosecond laser non-contact, masking, and cold processing. This lens array itself possesses unique and characteristic optical performance in three-dimensional parallel imaging and bending imaging. What is more profound is that by using equilibrium swelling of protein-hydrogel, once the lens array was placed in a liquid environment, with the change of ion concentration(e.g., pH), the refractive index and curvature of the protein-hydrogel would change, which leads to the flex of the focal plane of the lens, finally realizing the dynamical tunability of a protein microlens. These smart stress devices may have great potential in optical biosensing and microfluidic chip integration fields.     

激光3D纳米打印温度敏感的微球激光器

耳语回廊模式(WGM)微腔具有品质因子高、模式体积小、制作工艺简单多样、同时对周围环境敏感性极高等优点,已被广泛应用于传感和检测.然而,真正的尺寸可控的三维微腔却少有报道.本文报道了一种有源回音壁模式微球腔,由商业光刻胶SU-8作为腔体材料,有机染料罗丹明B作为增益介质.利用飞秒激光双光子聚合,可以得到尺寸精确可控的真三维微球激光器.同时,由于有机染料的特殊发光机理,随着环境温度的变化,染料荧光带飘移,且会与腔体本征模式形成新的共振激发.在一定温度变化范围内(20℃—35℃),微球激光器的主激射峰波长与温度呈类线性相关.研究结果对合理设计具有理想性能的小型化激光器具有积极的启发.