肿瘤细胞球中的光学怪波
光学
2023-03-09 v1 斑图形成与孤子
应用物理
生物物理
摘要
怪波是复杂系统中普遍存在的剧烈且不可预测的波包。在光学中，它们有望作为稳健且抗噪声的光束，用于探测和操控底层材料。局域化大光功率尤为关键，特别是在生物医学系统中，然而其中尚未观测到极强光束。我们在此发现，当以随机调制的激光束照射时，肿瘤细胞球会显现光学怪波。透过生物打印三维肿瘤模型传输的光强遵循典型的威布尔统计分布，其中极端事件对应于在细胞网络内传播的空间局域化光学模式。改变输入光束功率与尺寸的实验表明，怪波具有非线性起源。我们展示这些光丝形成了具有增强透射的高透射通道。它们将大光功率输送通过肿瘤球，可被利用来实现由输入波形状控制的局部温升。我们的发现为生物聚集体中的光传播提供了新见解，并展示了极端事件的形成如何实现深层组织中的光聚焦，为在光激活疗法等生物医学应用中使用怪波铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2303.04553,
title = {Optical rogue waves in spheroids of tumor cells},
author = {D. Pierangeli and G. Perini and V. Palmieri and I. Grecco and G. Friggeri and M. Papi and E. DelRe and C. Conti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.04553},
year = {2023}
}