Okayama University forskare beskriver i tidskriften Optik Express användningen av Terahertz (THz) kemisk mikroskopi för att mäta pH i vattenbaserade lösningar med en volym så liten som 16 nL. Fynden är viktiga för att kunna mäta pH-koncentrationer i små volymlösningar för kliniska och miljöanalyser.

För klinisk och miljöforskning och övervakning är det viktigt att kunna mäta pH-koncentrationer i små volymlösningar. Dock, konventionella system som används för att mäta koncentrationen av joner kräver användning av referenselektroder som slutligen minskar volymen av lösningen, att sätta en gräns för minsta volym som det är möjligt att analysera.

Nu, Dr.Toshihiko Kiwa och kollegor vid Graduate School of Natural Science and Technology vid Okayama University, Japan, visat användning av Terahertz (THz) kemisk mikroskopi för att mäta pH-värdet för vattenbaserade lösningar med en volym så liten som 16 nL. Resultaten publiceras i Optik Express . Denna typ av mikroskop har en avkänningsplatta med mönstrade mikrobrunnar som är värd för lösningen; en ultrasnabb laserpuls riktad på avkänningsplattan genererar en fotoström med ultrasnabb modulering som, i tur och ordning, avger THz -strålning till fritt utrymme. Eftersom TH -strålningens amplitud beror på koncentrationen av joner i mikrobrunnarna, denna metod öppnar möjligheten att avbilda koncentrationen av joner utan att behöva använda elektroder. Detta möjliggör mätning av volymer lösningar som skulle vara för små för konventionella metoder.

THz kemiska mikroskop, som utvecklades av samma grupp 2007, har en halvledande (kisel) tunn film monterad på ett safirunderlag som fungerar som avkänningsplatta. Ett lager av oxid bildas naturligt på kiselfilmen, tillhandahåller ett isolerande skikt mellan kiselytan och lösningen. Forskarna lade till ett harts ovanpå oxidskiktet och använde konventionella fotolitografiska tekniker för att mönstra mikrobrunnar i det, erhålla brunnar med en volym på 16 nL. De optimerade också laserpulserna för att stabilisera signalen, och att integrera denna metod i mikroskopet är en del av de nästa steg som forskarna tänker ta.

Tänker på de framtida riktningarna som teamet är intresserat att utforska, författaren säger att "vi kommer att försöka integrationen för multi-jonavkänning och minska laserfläckstorleken för att förbättra noggrannheten hos THz kemisk mikroskopi."