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通过超薄非晶硅纳米柱阵列中的导模共振实现偏振无关、窄带近红外光谱滤波器
摘要： 我们报道了通过实验、模拟和理论获得的超?。?lt;0.1λ）非晶硅纳米柱阵列的光学特性。该阵列嵌入二氧化硅薄膜中，专为近红外多光谱与高光谱成像的窄带滤波设计。制备的纳米柱阵列呈方形排列，具有亚波长周期性，高度约100纳米，半径与间距比r/a约为0.2。垂直入射下的镜面反射测量表明，这些阵列在近红外波段（λ=1300-1700纳米）表现为窄带阻滤波器，在通带内达到约90%反射率，半高全宽低至20纳米。通过全波模拟与理论结合，我们证明这种窄带滤波特性源于光高效耦合进入阵列导?！擅字罅凶魑庾泳迤桨宸⒒幼饔?，该现象称为导模共振。研究发现，通过改变阵列几何结构可被动调节这些共振的频谱位置，且对纳米柱间距最为敏感。理论光子晶体平板能带图准确预测了观测共振的频谱位置，并为导模共振公式提供物理解释与支持。本研究表明，这些超薄全介质纳米柱阵列相比现有高光谱滤波设计具有优势：偏振不敏感、无材料吸收损耗，对缩小成像器件尺寸具有重要意义。
关键词： 导模共振、纳米柱阵列、高光谱
更新于2025-09-23 15:23:52
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利用硅纳米柱阵列激光解吸电离技术对生物组织中甘油三酯进行质谱成像
摘要： 质谱成像技术（MSI）正越来越多地用于同步检测多种生物分子，并绘制其在生物组织切片中的空间分布图?；矢ㄖす饨馕缋耄∕ALDI）因其广泛的分子覆盖范围，被公认为MSI应用的首选方法。尽管MALDI具有显著优势，但由于磷脂（如磷脂酰胆碱PCs）对中性脂质（如甘油三酯TGs）的离子抑制作用，从组织中成像中性脂质仍是一项重大挑战。为克服这一限制，研究人员引入了硅纳米柱阵列（NAPA）基底，用于从生物组织切片中选择性电离TGs。这种无基质激光解吸电离（LDI）平台此前已证明能增强小鼠脑组织中某些脂质类别（如己糖神经酰胺HexCers和磷脂酰乙醇胺PEs）的电离效率。本研究中，我们证实NAPA作为MSI平台，相比MALDI能显著提升生物组织中TGs的电离效率，可作为MALDI-MSI的有效补充。通过NAPA-LDI分析含PC(18:1/18:1)和TG(16:0/16:0/16:0)的标准脂质混合物时，在未添加乙酸钠和添加乙酸钠条件下，TG(16:0/16:0/16:0)信号强度分别比MALDI高约49倍和227倍；而MALDI在相同条件下对PC(18:1/18:1)的信号强度则分别比NAPA高约757倍和295倍。在小鼠肺和人皮肤组织的MSI分析中，NAPA-LDI检测的TGs平均信号强度较MALDI分别提升约105倍和49倍；而MALDI检测的PCs信号强度在小鼠肺和人皮肤组织中较NAPA分别高出约2倍和19倍。两种平台的互补性覆盖表明，联合使用这两种技术可最大化脂质质谱或质谱成像实验的信息获取量。
关键词： 激光解吸电离、质谱成像、NAPA、纳米柱阵列、脂质、甘油三酯
更新于2025-09-19 17:13:59