飛秒激光器的發(fā)展改變了微加工技術(shù)。它可以高速、高精度地加工薄、透明和半透明的材料。飛秒激光提供了一種在脆性材料上產(chǎn)生切口、孔和劃痕的可靠方法。

薄玻璃廣泛用于光子學、微電子學、顯示和生物醫(yī)學芯片中，因此這些領(lǐng)域的科研工作中需要可靠高產(chǎn)量高質(zhì)量的玻璃加工工藝。 

早先，由于長脈沖會引起熱損傷，因此對玻璃進行激光加工的良率很低。如今，飛秒激光器提供超短脈沖，具有非常高的峰值功率，可以對薄透明材料進行表面和塊狀材料內(nèi)部修飾。

圖1▲  利用ORIGAMI XP激光切割的100 μm厚度的AF32?玻璃

飛秒級超短脈沖寬度比材料中的電子-聲子耦合過程都短，因此超短的飛秒脈沖寬度，意味著在飛秒時間尺度傳遞能量，這能很好的控制熱影響區(qū)的形成和熱損害。這種“冷燒蝕”方式實現(xiàn)了高精度和高分辨率的微加工處理，并具有無與倫比的處理可靠性。緊密聚焦的光束可以在微尺度上非常高分辨率地對復雜形狀進行微加工。 

在NKT Photonics的應用實驗室中，演示了使用1030nm波長ORIGAMI XP激光通過燒蝕切割50 μm和100 μm薄的AF32?玻璃。圖1顯示了具有非常干凈的邊緣的切口，并且沒有長脈沖激光經(jīng)常出現(xiàn)的熱損傷或裂紋現(xiàn)象。 

與通過內(nèi)部修飾玻璃實現(xiàn)的加工（稱為“隱形”激光加工）相比，燒蝕工藝總體上更快，并且為切割各種閉合形狀（例如圓形）提供了更大的靈活性。

圖2▲  在100μm厚的AF32?玻璃上使用ORIGAMI XP激光切割了復雜的線條和曲線。切割輪廓干凈，無微裂紋

近年移動終端設備中使用的薄、柔性的顯示面板的高速增長，推動了市場對薄玻璃切割技術(shù)的關(guān)注。 在一種稱為劃線和折斷的技術(shù)中，玻璃的劃線使用的是激光技術(shù)。  

使用超快激光刻劃的玻璃可以提供更一致，更可預測的破碎過程，并且切割邊緣更直，產(chǎn)量更高。 

在NKT Photonics的應用實驗室中，我們展示了在50 μm厚度薄玻璃上深度為20 μm的干凈劃痕，如下所示。橫截面輪廓顯示出理想的干凈“V形”，沒有任何裂紋，這對于隨后的斷裂過程是最理想的。

圖3▲  用ORIGAMI XP激光劃刻50 μm厚度 AF32?玻璃。劃出一個V形通道，通道度為15 μm，深度為20 μm。

激光提供了一種非接觸式和清潔的鉆孔技術(shù)，該技術(shù)通過沖擊式的打孔技術(shù)來鉆出小孔。在NKT Photonics的應用實驗室中，使用紅外1030nm波長的ORIGAMI XP激光在100 μm厚的玻璃上鉆出非常小的15 μm直徑的孔。當然使用515nm波長的綠光ORIGAMI XP激光可以打出更小的孔。 

圖4▲  使用ORIGAMI XP激光在100 μm厚的AF32?玻璃中鉆出四個直徑<15 μm的孔。

實驗結(jié)果表明，NKT Photonics的超快激光器發(fā)出的飛秒脈沖非常適合薄玻璃的微加工。

ORIGAMI XP系統(tǒng)基于緊湊的啁啾脈沖放大技術(shù)平臺，能夠在1030 nm處提供高達75μJ的脈沖能量，5 W的平均功率以及小于400 fs的脈沖持續(xù)時間。

• 風冷，單箱，易于集成

• <400 fs標準脈沖寬度

• 5 W / 75 μJ @ 1030nm

• 2.5 W / 40 μJ @ 515 nm

• 1 W / 20 μJ @ 343nm

• 單發(fā)(Single-shot)和按需脈沖(Pulse-on-Demand)

• 雙輸出波長模塊

• 出色的脈沖能量和指向穩(wěn)定性

• 工業(yè)，堅固的設計

• 可以任意方向安裝

• 實時脈沖能量測量和控制

• 高可靠性

• 亦可用水冷   

飛秒激光器的發(fā)展改變了微加工技術(shù)。它可以高速、高精度地加工薄、透明和半透明的材料。飛秒激光提供了一種在脆性材料上產(chǎn)生切口、孔和劃痕的可靠方法。

薄玻璃廣泛用于光子學、微電子學、顯示和生物醫(yī)學芯片中，因此這些領(lǐng)域的科研工作中需要可靠高產(chǎn)量高質(zhì)量的玻璃加工工藝。 

早先，由于長脈沖會引起熱損傷，因此對玻璃進行激光加工的良率很低。如今，飛秒激光器提供超短脈沖，具有非常高的峰值功率，可以對薄透明材料進行表面和塊狀材料內(nèi)部修飾。

圖1▲  利用ORIGAMI XP激光切割的100 μm厚度的AF32?玻璃

飛秒級超短脈沖寬度比材料中的電子-聲子耦合過程都短，因此超短的飛秒脈沖寬度，意味著在飛秒時間尺度傳遞能量，這能很好的控制熱影響區(qū)的形成和熱損害。這種“冷燒蝕”方式實現(xiàn)了高精度和高分辨率的微加工處理，并具有無與倫比的處理可靠性。緊密聚焦的光束可以在微尺度上非常高分辨率地對復雜形狀進行微加工。 

在NKT Photonics的應用實驗室中，演示了使用1030nm波長ORIGAMI XP激光通過燒蝕切割50 μm和100 μm薄的AF32?玻璃。圖1顯示了具有非常干凈的邊緣的切口，并且沒有長脈沖激光經(jīng)常出現(xiàn)的熱損傷或裂紋現(xiàn)象。 

與通過內(nèi)部修飾玻璃實現(xiàn)的加工（稱為“隱形”激光加工）相比，燒蝕工藝總體上更快，并且為切割各種閉合形狀（例如圓形）提供了更大的靈活性。

圖2▲  在100μm厚的AF32?玻璃上使用ORIGAMI XP激光切割了復雜的線條和曲線。切割輪廓干凈，無微裂紋

近年移動終端設備中使用的薄、柔性的顯示面板的高速增長，推動了市場對薄玻璃切割技術(shù)的關(guān)注。 在一種稱為劃線和折斷的技術(shù)中，玻璃的劃線使用的是激光技術(shù)。  

使用超快激光刻劃的玻璃可以提供更一致，更可預測的破碎過程，并且切割邊緣更直，產(chǎn)量更高。 

在NKT Photonics的應用實驗室中，我們展示了在50 μm厚度薄玻璃上深度為20 μm的干凈劃痕，如下所示。橫截面輪廓顯示出理想的干凈“V形”，沒有任何裂紋，這對于隨后的斷裂過程是最理想的。

圖3▲  用ORIGAMI XP激光劃刻50 μm厚度 AF32?玻璃。劃出一個V形通道，通道度為15 μm，深度為20 μm。

激光提供了一種非接觸式和清潔的鉆孔技術(shù)，該技術(shù)通過沖擊式的打孔技術(shù)來鉆出小孔。在NKT Photonics的應用實驗室中，使用紅外1030nm波長的ORIGAMI XP激光在100 μm厚的玻璃上鉆出非常小的15 μm直徑的孔。當然使用515nm波長的綠光ORIGAMI XP激光可以打出更小的孔。 

圖4▲  使用ORIGAMI XP激光在100 μm厚的AF32?玻璃中鉆出四個直徑<15 μm的孔。

實驗結(jié)果表明，NKT Photonics的超快激光器發(fā)出的飛秒脈沖非常適合薄玻璃的微加工。

ORIGAMI XP系統(tǒng)基于緊湊的啁啾脈沖放大技術(shù)平臺，能夠在1030 nm處提供高達75μJ的脈沖能量，5 W的平均功率以及小于400 fs的脈沖持續(xù)時間。

• 風冷，單箱，易于集成

• <400 fs標準脈沖寬度

• 5 W / 75 μJ @ 1030nm

• 2.5 W / 40 μJ @ 515 nm

• 1 W / 20 μJ @ 343nm

• 單發(fā)(Single-shot)和按需脈沖(Pulse-on-Demand)

• 雙輸出波長模塊

• 出色的脈沖能量和指向穩(wěn)定性

• 工業(yè)，堅固的設計

• 可以任意方向安裝

• 實時脈沖能量測量和控制

• 高可靠性

• 亦可用水冷   

 NKT Photonics新推出60W工業(yè)級可調(diào)諧高功率飛秒激光器AeroPULSE FS60。基于NKT Photonics的光子晶體光纖平臺，AeroPULSE FS60專為要求苛刻的24/7 OEM和學術(shù)應用而開發(fā)，具有高重復性、出色的長期期穩(wěn)定性和脈沖穩(wěn)定性，且性價比高，易于集成。
        AeroPULSE FS60專為各種應用而設計，包括薄膜切割、玻璃切割、劃線、OPA泵浦和材料加工等。AeroPULSE FS60引入可編程放大脈沖串控制，可以在微納加工處理上實現(xiàn)更高的燒蝕速率。
        AeroPULSE FS60是一款靈活，經(jīng)濟的高功率飛秒激光器。標準配置可在1030 nm波長提供高達60 W的輸出功率，可調(diào)脈沖寬度和重復頻率。AeroPULSE FS60還可提供二次諧波倍頻模塊（SHG），可以獲得515 nm/20μJ和1030 nm/40μJ，波長可通過軟件選擇。

一直以來，對于乙炔鎖頻激光系統(tǒng)的科學研究，要求1542nm種子激光器具有窄線寬、無跳模、高可靠特性。例如在頻率梳、光譜學、計量學或激光冷卻及俘獲的科研領(lǐng)域，長久的穩(wěn)定性和精確的波長控制對于鎖定和穩(wěn)定波長至關(guān)重要。

基于KOHERAS BASIK X15的高穩(wěn)定和窄線寬激光器系統(tǒng)

基于乙炔鎖頻激光技術(shù)，可以獲得更高的波長穩(wěn)定性系統(tǒng), 對此，NKT Photonics針對1542nm激光器優(yōu)化產(chǎn)品性能，目前Koheras BASIK X15已經(jīng)逐步成為基于乙炔鎖頻系統(tǒng)中種子激光器的選擇。更為重要的是，Koheras BASIK X15模塊是目前商用級別中線寬最窄且無跳模的激光器，洛倫茲線寬＜100Hz。

基于乙炔吸收的穩(wěn)頻激光器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如上圖所示，其中種子激光是NKT Photonics的Koheras BASIK X15，波長為1542nm。

相位噪聲指標規(guī)格如下：

Koheras BASIK X15既可以用于石油鉆井平臺，因為其具有更高的可靠性，也可以用于科研實驗平臺，因其具有良好的規(guī)格指標。

Koheras光纖激光器結(jié)構(gòu)緊湊，在惡劣環(huán)境中可以正常運行的壽命超過10年，且故障率低于1%，因其優(yōu)異的光學和結(jié)構(gòu)設計，使得Koheras激光器免校準和免維護，使用起來更加便捷且可靠。

NKT Photonics工業(yè)級OEM激光器結(jié)構(gòu)設計可靠、抗環(huán)境影響能力強，無論室外和室內(nèi)的工作環(huán)境，都可以保證性能指標，其已經(jīng)為眾多先進的實驗室提供了激光器，例如丹麥國家計量研究所和尼爾斯玻爾研究所的量子光學和光子學實驗室等。

NKT Photonics已經(jīng)銷售了超過15000臺Koheras激光器，該激光器可以用于石油鉆井平臺勘探、潛艇偵查、風力渦輪機檢測，甚至在太空探索中也有應用。NKT對于窄線寬激光器的研究已經(jīng)超過20年，并且NKT在窄線寬激光領(lǐng)域會持續(xù)領(lǐng)先，相信不久的將來，它將出現(xiàn)在您的實驗室中。

參考文獻

[1]Comb-locked frequency-swept synthesizer for high precision broadband spectroscopy by Riccardo Gotti, Thomas Puppe, Yuriy Mayzlin, Julian Robinson-Tait, Szymon Wójtewicz, Davide Gatti, Bidoor Alsaif, Marco Lamperti, Paolo Laporta, Felix Rohde, Rafal Wilk, Patrick Leisching, Wilhelm G. Kaenders, Marco Marangoni published in Scientific Reports, 2020.

[2]Optical Frequency References thesis by Martin Romme Henriksen, Niels Bohr Institute, 2019.

[3]Optical frequency standard of continuous wave for fiber communication based on optical comb by Ruiyuan Liu, Ye Li, Cheng Qian, Dawei Li, Jianxiao Leng, Jianye Zhao published in Optics Communications, 2018.

[4]Investigating the use of the hydrogen cyanide (HCN) as an absorption media for laser spectroscopy by Martin Hosek, Simon Rerucha, Lenka Pravdova, Martin Cizek, Jan Hrabina, Petr Jedlicka and Ondrej Cip, published in SPIE Proceedings of the 21st Czech-Polish-Slovak Optical Conference on Wave and Quantum Aspects of Contemporary Optics, 2018.

[5]Enhancement of the performance of a fiber-based frequency comb by referencing to an acetylene-stabilized fiber laser by Thomas Talvard, Philip G. Westergaard, Michael V. DePalatis, Nicolai F. Mortensen, Michael Drewsen, Bjarke G?th, Jan Hald, published in Optics Express 2017.

[6]Optical frequency standard using acetylene-filled hollow-core photonic crystal fibers by Marco Triches, Mattia Michieletto, Jan Hald, Jens Kristian Lyngs?, Jesper L?gsgaard, Ole Bang published in Optics Express, 2015.

翻譯：翟宇佳

PCR（polymerase chain reaction，PCR)即聚合酶鏈反應，是利用一段DNA為模板，在DNA聚合酶和核苷酸底物共同參與下，將該段DNA擴增至足夠數(shù)量，以便進行結(jié)構(gòu)和功能分析。PCR應用場景廣泛，不僅在基礎(chǔ)研究方面，還包括醫(yī)學診斷、法醫(yī)學和農(nóng)業(yè)科學等各大領(lǐng)域。

近期多篇醫(yī)學研究多篇文獻中均應用到PCR技術(shù)及PCR儀產(chǎn)品，小編為大家做一下簡要分享。

近期南方醫(yī)科大學臨床醫(yī)學博士生導師、主任醫(yī)師王雅棣課題組在醫(yī)學期刊《Oncology Research and Treatment》上發(fā)表題為Preliminary Clinical Validation of a Filtration-Based CTC Assay for Tumor Burden and HER2 Status Monitoring in Metastatic Breast Cancer的文章，探索研究基于過濾的CTC測定轉(zhuǎn)移性乳腺癌腫瘤負荷和HER2狀態(tài)監(jiān)測的初步臨床驗證情況。

背景介紹：

循環(huán)腫瘤細胞(CTC，CirculatingTumorCell)是存在于外周血中的各類腫瘤細胞的統(tǒng)稱，因自發(fā)或診療操作從實體腫瘤病灶(原發(fā)灶、轉(zhuǎn)移灶)脫落，大部分CTC在進入外周血后發(fā)生凋亡或被吞噬，少數(shù)能夠逃逸并錨著發(fā)展成為轉(zhuǎn)移灶，增加惡性腫瘤患者死亡風險。CTC檢測通過捕捉檢測外周血中痕量存在的CTC，監(jiān)測CTC類型和數(shù)量變化的趨勢，以便實時監(jiān)測腫瘤動態(tài)、評估治療效果，實現(xiàn)實時個體治療。循環(huán)腫瘤細胞 (CTC) 承載著從基因組改變到蛋白質(zhì)組構(gòu)成的多維腫瘤相關(guān)信息，是一種很有前途的液體活檢材料。 CTC 的臨床有效性在轉(zhuǎn)移性乳腺癌 (MBC) 中得到了最廣泛的研究。  CELLSEARCH?檢測是目前使用最廣泛的方法，研究者們同時也在尋求替代策略。一種基于過濾的微流體裝置已被用于富集 CTC，但其臨床相關(guān)性仍然未知。

方法：在這項初步研究中，作者研究團隊招募了 47 名 MBC 患者，并評估了上述 CTC 檢測在腫瘤負荷監(jiān)測和人表皮生長因子受體 2 (HER2) 狀態(tài)測定方面的性能。結(jié)果：在基線時，51.1% 的患者 (24/47) 為 CTC 陽性。在伴隨著較差的放射學反應評估的樣本中，CTC 計數(shù)和陽性率也顯著升高。連續(xù)抽血表明，與血清標志物癌胚抗原和癌抗原 15-3 相比，CTC 計數(shù)能夠更準確地監(jiān)測腫瘤負荷。此外，與之前的報告相比，CTC-HER2 狀態(tài)與腫瘤-HER2 狀態(tài)中度一致。選定樣本中的 HER2 拷貝數(shù)測量進一步支持了 CTC-HER2 狀態(tài)評估。

結(jié)論：這項研究的初步結(jié)果表明，CDC 檢測在幾個方面都有希望，包括敏感的 CTC 檢測、準確的疾病狀態(tài)反映和 HER2 狀態(tài)確定。目前需要更多的研究來驗證這些發(fā)現(xiàn)，并進一步表征CTC測定的價值。

在實驗驗證中，柏恒科技RePure-A 梯度PCR儀發(fā)揮了一定作用，助力作者實驗研究進行。

而在另一篇發(fā)表在《Frontiers in Molecular Biosciences》期刊上的論文，柏恒科技PCR儀也發(fā)揮了不小作用。哈爾濱醫(yī)科大學附屬二院腎內(nèi)科主任醫(yī)師、博士生及碩士生導師李冰課題組發(fā)表的題為Bioinformatic Analysis Combined With Experimental Validation Reveals Novel Hub Genes and Pathways Associated With Focal Segmental Glomerulosclerosis的文章，作者研究團隊利用生物信息學分析與實驗驗證相結(jié)合，揭示了與局灶性節(jié)段性腎小球硬化相關(guān)的新型Hub基因和通路。

 背景介紹：局灶節(jié)段性腎小球硬化癥 (focal segmental glomerulosclerosis, FSGS)是一種臨床病理綜合征，臨床表現(xiàn)為大量蛋白尿或腎病綜合征，病理以局灶節(jié)段分布的腎小球硬化病變及足細胞變性所致足突融合或消失為特征，多數(shù)表現(xiàn)為激素治療抵抗，并進行性發(fā)展至終末期腎病 (ESRD)。本研究旨在探索與FSGS相關(guān)的樞紐基因和通路，以確定潛在的診斷和治療靶點。

方法：作者團隊從 Gene Expression Omnibus (GEO) 數(shù)據(jù)庫下載了微陣列數(shù)據(jù)集 GSE121233 和 GSE129973。數(shù)據(jù)集包括 25 個 FSGS 樣本和 25 個正常樣本。使用R包“l(fā)imma”識別差異表達基因（DEG）。Gene Ontology (GO)功能和（KEGG）通路富集分析使用數(shù)據(jù)庫進行注釋，可視化和集成發(fā)現(xiàn) (DAVID)，用于識別 DEG 的通路和功能注釋。蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用（PPI）是基于檢索相互作用基因（STRING）數(shù)據(jù)庫的搜索工具構(gòu)建的，并使用 Cytoscape 軟件進行可視化。然后使用 Cytoscape 的 cytoHubba 插件評估 DEG 的中心基因。使用 FSGS 大鼠模型通過定量實時聚合酶鏈反應 (qRT-PCR) 驗證中shu基因的表達，并進行接受者操作特征 (ROC) 曲線分析以驗證這些中(shu)樞基因的準確性。

結(jié)果：在兩個 GSE 數(shù)據(jù)集（GSE121233 和 GSE129973）中共識別出 45 個 DEG，包括 18 個上調(diào)和 27 個下調(diào)的 DEG。其中，選擇了5個具有高度連通性的樞紐基因。在 PPI 網(wǎng)絡中，前 5 個中(shu)樞基因中，F(xiàn)N1 上調(diào)，而 ALB、EGF、TTR 和 KNG1 下調(diào)。 FSGS大鼠的qRT-PCR分析證實FN1的表達上調(diào)，EGF和TTR的表達下調(diào)。 ROC 分析表明 FN1、EGF 和 TTR 對 FSGS 顯示出相當大的診斷效率。

結(jié)論：通過生物信息學分析結(jié)合實驗驗證，鑒定出三個新的 FSGS 特異性基因，這可能會促進對 FSGS 的分子基礎(chǔ)的理解，并為臨床管理提供潛在的治療靶點。

實驗驗證中，實驗團隊應用了柏恒科技熒光定量PCR儀進行樣品測定并分析。

除了以上列出的幾篇文獻，柏恒科技PCR儀在生物科研、動物疫病等方面均有廣泛應用，下期我們再繼續(xù)分享。

文獻中PCR儀產(chǎn)品簡介

RePure系列智能二維梯度PCR儀

本系列PCR儀具有二維梯度摸索功能，多種梯度摸索模式；

自適應壓桿式熱蓋，合蓋緊蓋一步到位；

前進后出式風道，機器可并排放置，節(jié)約實驗空間；

Q3200系列熒光定量PCR儀

本系列熒光PCR儀采用四通道雙16孔模塊設計，可實現(xiàn)一機多用；

最大升降溫速率8℃/s，大大節(jié)約實驗時間；

體積小，重量輕，方便攜帶；

更多PCR儀技術(shù)應用，歡迎關(guān)注柏恒科技，我們提供各類梯度PCR儀、熒光PCR儀等，并為客戶提供生物學相關(guān)檢測解決方案。