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真没想到,这种激光竟然来自水母!


 

摘要

目前,科学家将水母荧光蛋白插入转基因大肠杆菌,可产生增强型绿色荧光蛋白,制造出一种新的激光。


 

科学家利用水母荧光蛋白制造出一种新激光

科学家混合纳秒光脉冲和电子能制造微粒,通过转基因大肠杆菌制造出绿色荧光蛋白膜,最终可以转变成一种新的激光。

据美国生活科学网站报道,目前,最新一项研究表明,水母荧光蛋白插入大肠杆菌基因组,通过转基因大肠杆菌可以产生增强型绿色荧光蛋白,从而首次产生一种新的激光。

这种创新研究代表着极化激元激光(polariton laser)研究领域的一个重大突破,其效率和光密度远大于传统激光,有望开启量子物理学和光学计算的新途径。传统极化激元激光使用无机半导体作为增益介质,但必须达到极低温度条件,近期更多的有机电子材料,例如:有机发光二极管(OLED)显示器,能够在室温下操作,但是需要皮秒(万亿分之一秒)光脉冲提供能量。

通过改变水母荧光蛋白的用途,可使科学家监控细胞内部的进程,研究小组在室温条件下研制了一种极化激元激光,但只需要纳秒(10亿分之一秒)光脉冲提供能量。英国圣安德鲁斯大学物理和天文学分校马尔特-加特(Malte Gather)教授是这种激光的发明者之一,他说:“皮秒光脉冲是一种适当的能量,它是纳秒光脉冲的千倍等级,并且很难制造,因此采用纳秒光脉冲能够非常显著地简化制造极化激元激光。”

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混合光脉冲和电子能制造的微粒可通过大肠杆菌制造出绿色荧光蛋白膜,加特指出,在此之前水母荧光蛋白质可作为活体细胞或者组织的一种标记物,但是目前研究人员开始使用它们作为一种材料,研究首次表明它们的分子结构真实趋向于高亮度操作,例如:将它们转变成为激光。

加特和德国维尔茨堡大学的研究同事基因改良大肠杆菌,使它们能够制造出增强型绿色荧光蛋白(eGFP)。研究人员使用这种蛋白质填充了光学微腔,之后提交它们至“光泵”,在这里纳秒光脉冲可使整个系统达到形成激光的能量要求。更重要的是,当到达极化激元激光阈值,将泵送更多能量进入设备,从而制造传统激光。目前,这项最新研究报告发表在8月19日出版的《科学-进展》杂志上。

文  腾讯科学

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