RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики // Архив

Письма в ЖЭТФ, 2024, том 120, выпуск 9, страницы 714–722 (Mi jetpl7366)

МЕТОДЫ ФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Концепция собирающей металинзы на чипе в качестве миниатюрного сенсора флуоресценции одиночных молекул

Ф. А. Шуклинa, Е. Ю. Барулинаba, С. М. Новиковa, А. И. Черновba, А. В. Барулинa

a Центр фотоники и двумерных материалов, МФТИ, Физтех, 141701 Долгопрудный, Россия
b Российский квантовый центр, Территория Инновационного центра “Сколково”, 121205 Москва, Россия

Аннотация: Флуоресцентная спектроскопия одиночных молекул имеет фундаментальную значимость для обнаружения малого количества вещества и изучения молекулярных динамических процессов. Однако применения данного метода в медицине требуют новых решений по миниатюризации сенсорной платформы. Наиболее перспективным направлением в данной области представляется создание фотонных интегральных схем с высокой эффективностью детектирования молекул в объеме порядка кубического микрометра. В данной работе мы представляем концепцию по созданию диэлектрической металинзы на волноводе, обладающей высокой эффективностью фокусирования/сбора излучения из водного раствора. Промоделирована структура металинзы с числовой апертурой выше 1.1, работающей в видимом диапазоне, в окрестности максимума флуоресценции биологической метки Alexa Fluor 647. После расчета эффективности детектирования молекул, проведены расчеты автокорреляционных функций диффузии Alexa Fluor 647, характеризующие возможность измерения яркости, количества и динамики одиночных молекул в фокальном объеме металинзы. Данная концепция закладывает основу для разработки будущих сенсоров одиночных молекул в качестве средств биомедицины и скрининга окружающей среды.

Поступила в редакцию: 28.07.2024
Исправленный вариант: 10.09.2024
Принята в печать: 19.09.2024

DOI: 10.31857/S0370274X24110098



© МИАН, 2025