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用于临床和环境研究中溶液离子浓度的测量
发布时间:2018-07-24 08:48:01 阅读:189

来源:Okayama University; 中国太赫兹研发网 余郑璟博士 编译

飞秒激光照射传感板的原理图。内嵌是微溶孔的显微照片。照片来源:日本冈山大学

    日本冈山大学在《光学快报》(Optics Express)中发表了采用太赫兹化学显微镜测量容量最小为16nl的水基溶液pH值。对于临床和环境研究中微量溶液pH浓度的分析,这一发现十分重要。

    能够对微量溶液pH浓度进行测量对于临床和环境研究至关重要。但是传统离子浓度的测量系统涉及使用参考电极,这自然会减少被测溶液的体积,使得达到分析所需最小用量的容积受限。

    现在,日本冈山大学自然科学技术研究生院的井田孝一(Toshihiko Kiwa)博士与他的团队采用太赫兹化学显微镜,测量出容量最小为16nl的水基溶液pH值,其研究结果已经发表在《光学快报》上。

    这种显微镜的感光板上有排列有序的微孔用以承载溶液;超快激光脉冲通过感应板产生超快调节的光电流,然后释放太赫兹辐射到自由空间。因为太赫兹辐射的振幅取决于微孔中离子的浓度,这一方法开启了即便不采用电极也可以对离子浓度进行成像的可能性。以前传统方法无法实施的微小剂量测量现在就有了可以被测量出来的可能性。

    2007年,还是这个研究团队,他们发明了太赫兹化学显微镜。他们采用蓝宝石衬底作为感光板,上面覆盖半导体(硅)薄膜。硅薄膜上自然形成一层氧化物,隔绝硅的表面和溶液。研究人员在氧化层上添加了一种树脂,采用传统光刻技术在其中形成有序微孔,每个微孔容积仅为16 nL。他们对激光脉冲进行了优化,用以稳定信号。研究人员的下一步就是要将这一方法与显微镜整合。

    谈到今后的研究方向,本文作者说:“我们的下一步是多离子传感集成,减少激光光斑尺寸,提高THz化学显微镜的准确度。”

 
 

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