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Improved photon efficient cathodes with applications in biological luminescence (IMPECABLE)

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Extender las aplicaciones de la luminiscencia biológica

Con el fin de desarrollar unos sensores mejores en la región NIR/roja, se ha estudiado exhaustivamente el uso de ventanas estructuradas de tubos fotomultiplicadores para mejorar el rendimiento cuántico.

Salud

La luminiscencia de longitudes de onda larga (en la región de 750nm) puede tener aplicaciones útiles en los diagnósticos realizados in vivo e in vitro. Existen varias diferencias espectrales entre los tejidos sanos y los enfermos en el control no invasivo de la degeneración del Alzheimer y en los cambios de fluorescencia en la primera fase de algunas formas de cáncer. Además, los productos farmacéuticos, así como los ensayos no radiactivos y la secuenciación génica, requieren unos sensores mejores. Por este motivo, el proyecto IMPECABLE se centró en mejorar los fotocátodos para ampliar sus aplicaciones en el campo de la luminiscencia médica y biológica. Concretamente, el objetivo principal era mejorar el funcionamiento de los fotocátodos trialcalinos de bajo coste para tubos fotomultiplicadores, intensificadores y de obtención de imágenes. En la actualidad, la semitransparencia de estos fotocátodos en las longitudes de onda más largas afecta gravemente a su funcionamiento. Si se rediseña la interfaz del dispositivo con un cono de ángulo cerrado y aristas, se podría mejorar considerablemente la absorción de estructuras. Los valores de mejora previstos en el rendimiento cuántico van desde x2 en la región de luz azul/UV a casi x15 - 30 en la región roja/NIR, y es posible que se extienda su funcionamiento a longitudes de onda más largas. Parte del proyecto consistió en fabricar una serie de estructuras en el interior de tubos fotomultiplicadores normales para estudiar su impacto en el rendimiento cuántico. Con ayuda de dos procesos de producción muy conocidos, la técnica sol-gel y la ablación por láser, se compararon los resultados cuánticos de los cátodos estructurados con los de las ventanas fijas. Aunque ambos métodos produjeron aumentos importantes del rendimiento cuántico del cátodo, se comprobó que el de la ablación por láser no era viable comercialmente para su producción. Se prevé la incorporación de las ventanas de sol-gel en productos estándar una vez resueltos los problemas relacionados con el sellado de sílice en los tubos fotomultiplicadores de cristal.

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