क्वांटम प्रकाश स्व-प्रकाशित ऑप्टिकल बायोसेंसर को सक्षम बनाता है

स्वास्थ्य देखभाल की दुनिया में, बायोसेंसर एक निदान उपकरण के रूप में महत्वपूर्ण गति प्राप्त कर रहे हैं। ये विद्युत उपकरण जैविक या रासायनिक संकेतों को मापते हैं और उन्हें विद्युत संकेतों में परिवर्तित करते हैं। 

इनका उपयोग रोग निगरानी और दवा खोज से लेकर रोगजनक सूक्ष्मजीवों की गैर‑आक्रामक पहचान और पसीना, लार, पेशाब और रक्त जैसे शारीरिक तरल में वायरस के संकेतकों तक सब कुछ में किया जाता है।

बायोसेंसर खाद्य निरीक्षण और सुरक्षा, कृषि, पर्यावरणीय अध्ययन, बायोटेक्नोलॉजी और चिकित्सा उपयोगिताओं में भी अनुप्रयोग पा रहे हैं। इस सभी मांग के चलते, वैश्विक बायोसेंसर बाजार पहले ही वार्षिक दर्जनों अरब डॉलर को लक्षित कर रहा है।

एक सामान्य बायोसेंसर में कुछ मुख्य घटक होते हैं:

• बायो रिसेप्टर
• ट्रांसड्यूसर
• एनालाइट
• डिस्प्ले

यहाँ, एनालाइट वह पदार्थ है जिसमें रुचि है और जिसे पहचाना व मापा जा रहा है। उदाहरण के लिए, यदि बायोसेंसर ग्लूकोज़ का पता लगाने के लिए बनाया गया है, तो ग्लूकोज़ एनालाइट होगा।

बायो रिसेप्टर एक जैविक घटक है, जैसे DNA, कोशिकाएँ, एंजाइम या एंटीबॉडी, जो एनालाइट को पहचानता है। बायो‑रिकॉग्निशन प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न संकेत गर्मी, प्रकाश या अन्य परिवर्तन के रूप में हो सकता है, और इसे बायो‑रिकॉग्निशन कहा जाता है।

ट्रांसड्यूसर बायो‑रिकॉग्निशन घटना को मापने योग्य ऑप्टिकल या विद्युत संकेत में बदलता है। डिस्प्ले केवल उपयोगकर्ता‑व्याख्या प्रणाली है जो डेटा को ग्राफ़, संख्यात्मक या किसी अन्य रूप में उत्पन्न करती है जिसे उपयोगकर्ता समझ सके। 

अब, ट्रांसड्यूसन विधि के आधार पर लगभग चार प्रकार के बायोसेंसर होते हैं, अर्थात् इलेक्ट्रोकेमिकल, थर्मल, पायज़ोइलेक्ट्रिक, मैग्नेटिक, और ऑप्टिकल बायोसेंसर। इन प्रत्येक प्रकार में जैविक अंतःक्रिया को मापने योग्य संकेत में बदलने के लिए अलग‑अलग तंत्र उपयोग किया जाता है।

जब बात ऑप्टिकल बायोसेंसर की आती है, तो वे अपनी अत्यधिक संवेदनशीलता, चयनात्मकता और तेज़ माप के कारण सेंसरिंग अनुप्रयोगों में अतिरिक्त लाभ प्रदान करते हैं। वे विशिष्ट और लागत‑प्रभावी तरीके से जैविक और रासायनिक पदार्थों का वास्तविक‑समय पता लगाने की क्षमता भी देते हैं। 

ऑप्टिकल बायोसेंसर प्रकाश संकेतों को विद्युत संकेतों में परिवर्तित करते हैं, जो बायोरेसेप्टर या बायो‑रिकॉग्निशन तत्व के साथ प्रकाश क्षेत्र की अंतःक्रिया पर आधारित होती है।

इन बायोसेंसरों को “लेबल‑फ़्री” वर्गीकृत किया जाता है, जहाँ संकेत सीधे एनालाइट सामग्री और ट्रांसड्यूसर के अंतःक्रिया पर उत्पन्न होते हैं, और “लेबल‑बेस्ड” जहाँ संकेत ल्यूमिनेसेंट, फ्लोरेसेंट या कलरिमेट्रिक विधियों द्वारा बढ़ाए जाते हैं। 

परम्परागत विश्लेषणात्मक तकनीकों की तुलना में विशिष्ट लाभ प्रदान करने के बावजूद, ऑप्टिकल बायोसेंसर को बाहरी प्रकाश स्रोतों की आवश्यकता होती है, जो उनके उपयोग को केवल प्रयोगशाला सेटिंग तक सीमित कर देता है और स्वास्थ्य‑देखभाल तथा पर्यावरणीय निगरानी में उनके उपयोग को रोकता है।

इन चुनौतियों को दूर करने के लिए, EPFL के बायोनैनोफोटॉनिक सिस्टम्स लैब के शोधकर्ताओं ने क्वांटम भौतिकी का उपयोग करके बायो‑मॉलिक्यूल्स की उपस्थिति का पता बिना बाहरी प्रकाश स्रोत के लगाया है।

ऑप्टिकल बायोसेंसिंग की सीमाओं को आगे बढ़ाना

जैविक एनालाइट का पता लगाने के लिए, ऑप्टिकल बायोसेंसर प्रकाश तरंगों का उपयोग करते हैं। जबकि नैनोफोटॉनिक संरचनाओं का उपयोग करके प्रकाश को एक छोटे चिप की सतह पर “सिकुड़” कर नैनोमीटर स्तर तक फोकस किया जाता है, जिससे उनका प्रदर्शन काफी सुधरता है, जैसा कि ऊपर बताया गया, इसके लिए अभी भी बाहरी प्रकाश स्रोतों की आवश्यकता होती है, जो बड़े उपकरणों की मांग करता है और तेज़ निदान तथा पॉइंट‑ऑफ़‑केयर सेटिंग में उनके उपयोग को रोकता है।

इसलिए, प्रकाश‑आधारित बायोसेंसर में बाहरी प्रकाश स्रोत की आवश्यकता को समाप्त करने के लिए, शोधकर्ताओं ने क्वांटम भौतिकी की ओर रुख किया। 

उन्होंने क्वांटम टनल जंक्शन द्वारा प्रदान किए गए एम्बेडेड प्रकाश स्रोत के साथ एक प्लास्मोनिक सेंसर प्रस्तुत किया है। 

प्लास्मोनिक धातु नैनोस्ट्रक्चर को ऑप्टिकल सेंसरों के लिए सक्रिय रूप से अध्ययन किया गया है क्योंकि उनकी अनोखी क्षमता है कि वे स्थानीय सतह प्लास्मोन रेज़ोनेंस और प्रसारित सतह प्लास्मोन पोलरिटॉन (SPPs) के माध्यम से मजबूत ऑप्टिकल फ़ील्ड वृद्धि और गहरी‑सबवेवलेंथ प्रकाश संकेंद्रण प्रदान कर सकते हैं।

LSPR वह सामूहिक दोलन है जिसमें नैनोस्ट्रक्चर वाले नॉबल धातुओं की सतह के निकट स्थित कंडक्शन इलेक्ट्रॉन प्रकाश द्वारा उत्तेजित होते हैं, जिससे एक स्थानीयकृत विद्युत‑चुंबकीय क्षेत्र बनता है जिसका विशिष्ट ऑप्टिकल गुण होते हैं।

SPPs, दूसरी ओर, विद्युत‑चुंबकीय सतही तरंगें हैं जो तब उत्पन्न होती हैं जब उत्तेजित सतही प्लास्मोन फोटॉनों के साथ जुड़ते हैं और धातु‑डाइइलेक्ट्रिक इंटरफ़ेस के साथ चलती हैं। 

इन सिद्धांतों के आधार पर बायोसेंसिंग उपकरण पारम्परिक ऑप्टिकल सेंसरों की डिटेक्शन प्रदर्शन को पार कर रहे हैं, जिससे उनका व्यापक उपयोग और वाणिज्यीकरण संभव हो रहा है। 

वास्तव में, फ्लैट धातु फ़िल्मों पर आधारित सतह प्लास्मोन रेज़ोनेंस (SPR) बायोसेंसर वास्तविक‑समय में बायो‑मॉलिक्यूलर अंतःक्रियाओं की निगरानी के लिए मानक लेबल‑फ़्री तकनीकों में से एक बन गए हैं।

नैनोप्लास्मोनिक बायोसेंसर, जो नैनोमैटेरियल, LSPR या SPR, और ऑप्टिकल बायोसेंसर को मिलाते हैं, आवश्यक नमूना आयतन को घटाते हैं, जिससे वास्तविक‑समय सिंगल‑सेल स्राव का अवलोकन संभव हो जाता है। 

क्षेत्र में प्रगति अब क्वांटम प्लास्मोनिक सेंसरिंग सिस्टम की ओर देख रही है जो एकल‑मॉलिक्यूल डिटेक्शन स्तर तक उपकरण प्रदर्शन को सुधारने के नए अवसर प्रदान कर सकते हैं। लेकिन नैनोफोटॉनिक्स में हुई सभी प्रगति के बावजूद, SPPs को उत्तेजित करने के लिए अभी भी बाहरी प्रकाश स्रोत की आवश्यकता रहती है।

प्रिज़्म या ग्रेटिंग जैसे बड़े उपकरणों के साथ संयोजन करने से प्लास्मोनिक सेंसरों की उपयोगिता सीमित हो जाती है। इसके उपयोग को बायो‑केमिकल अनुसंधान और चिकित्सा निदान में आगे बढ़ाने के लिए हमें मिनीएचर और इंटीग्रेटेड उपकरणों की आवश्यकता है।

ऑन‑चिप प्रकाश उत्पन्न करने के लिए इनएलास्टिक इलेक्ट्रॉन टनलिंग का उपयोग

प्रकाशित किया गया Nature Photonics¹ में, ETH Zurich, ICFO, और Yonsei University के शोधकर्ताओं के सहयोग से, EPFL इंजीनियरों ने एक ऑन‑चिप लेबल‑फ़्री ऑप्टिकल बायोसेंसर दिखाया है जो स्वयं‑प्रकाशित है और क्वांटम टनलिंग का उपयोग करता है, वह घटना जिसमें कण संभावित ऊर्जा बाधा को पार करता है जिसे क्लासिक रूप से पार नहीं किया जा सकता।

इनएलास्टिक इलेक्ट्रॉन टनलिंग को उपयोग में लाकर, शोधकर्ताओं ने एक ऐसा उपकरण बनाया है जिसे केवल लागू विद्युत वोल्टेज के रूप में निरंतर इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह की आवश्यकता होती है, जिससे वह प्रकाश उत्पन्न कर सकता है और साथ ही अणुओं की पहचान कर सकता है। 

“यदि आप इलेक्ट्रॉन को एक तरंग के रूप में सोचते हैं, न कि कण के रूप में, तो उस तरंग की बहुत कम संभावना होती है कि वह अत्यंत पतली इन्सुलेटिंग बाधा के दूसरी ओर ‘टनल’ करे और प्रकाश का एक फोटॉन उत्सर्जित करे। हमने एक नैनोस्ट्रक्चर बनाया है जो इस इन्सुलेटिंग बाधा का हिस्सा भी है और प्रकाश उत्सर्जन की संभावना को बढ़ाता है।”

– शोधकर्ता मिखाइल मशरिन

अपने उपकरण डिजाइन के लिए, इंजीनियरों ने एक मल्टी‑लेयर फ़िल्म का उपयोग किया जहाँ इन्सुलेटर दो धातुओं के बीच स्थित है। 

यहाँ, सोने (Au) के नैनोवायर एक पतली एल्यूमीनियम परत के ऊपर रखे गए हैं, जो टनलिंग बाधा है, और उन्हें नीचे की एल्यूमीनियम (Al) फ़िल्म से अलग करती है। 

ऊपरी सतह एक प्लास्मोनिक मेटासर्फेस का उपयोग करती है जो दोहरी भूमिका निभाती है, जो नवाचार का मूल है। नैनोस्ट्रक्चर की सोने की परत टनल जंक्शन के लिए विद्युत संपर्क के रूप में तथा प्रकाशीय इंटरफ़ेस के रूप में कार्य करती है, जिससे इनएलास्टिक क्वांटम इलेक्ट्रॉन टनलिंग के साथ प्रकाश उत्सर्जन को मुक्त‑स्थान विकिरण में जोड़ना संभव हो जाता है।

इसका अर्थ है कि मेटासर्फेस विशेष गुण दिखाता है जो क्वांटम टनलिंग की शर्तें बनाता है और परिणामी प्रकाश उत्सर्जन को नियंत्रित करता है। 

नियंत्रण मेटासर्फेस की व्यवस्था द्वारा सक्षम है, जो सोने के नैनोवायर के जाल में है। ये ‘नैनो‑एंटीना’ के रूप में कार्य करते हैं और बायो‑मॉलिक्यूल्स के कुशल पता लगाने के लिए आवश्यक नैनोमीटर आयतन में प्रकाश को केंद्रित करते हैं।

यह व्यवस्था टनलिंग प्रक्रिया की आंतरिक क्वांटम दक्षता को प्रभावित करती है, क्योंकि यह ऑप्टिकल मोड की विद्युत‑चुंबकीय घनत्व के रेडिएटिव घटक को बढ़ाती है, जिससे रेडिएटिव क्वांटम दक्षता सुधरती है और परिणामस्वरूप पता लगाए गए संकेत में वृद्धि होती है। 

सरल शब्दों में, उनका नैनोस्ट्रक्चर मूलतः इलेक्ट्रॉन के लिए सही शर्तें बनाता है जिससे वह अल्युमिनियम ऑक्साइड बाधा को पार करके अल्प‑पातली सोने (Au) परत तक पहुँच सके। इस प्रक्रिया में, इलेक्ट्रॉन की कुछ ऊर्जा सामूहिक उत्तेजना (प्लास्मोन) को स्थानांतरित करती है, जो फिर एक फोटॉन उत्सर्जित करता है। 

एक कुशल और स्थानिक रूप से समान LIET (इनएलास्टिक इलेक्ट्रॉन टनलिंग से प्रकाश उत्सर्जन) उत्पन्न करने के लिए, शोधकर्ता ने एक लचीला मेटासर्फेस डिज़ाइन उपयोग किया जो बायोसेंसिंग के लिए अनुकूलित था। पहला लेखक, जिह्ये ली, जो पूर्व में Bionanophotonic Systems Lab में शोधकर्ता थीं और वर्तमान में सैमसंग इलेक्ट्रॉनिक्स में इंजीनियर हैं:

“इनएलास्टिक इलेक्ट्रॉन टनलिंग एक बहुत कम‑संभावना प्रक्रिया है, लेकिन यदि आप इस कम‑संभावना प्रक्रिया को बहुत बड़े क्षेत्र में समान रूप से लागू करते हैं, तो आप अभी भी पर्याप्त फोटॉनों को एकत्रित कर सकते हैं। यही वह जगह है जहाँ हमने अपना अनुकूलन केंद्रित किया, और यह बायोसेंसिंग के लिए एक बहुत आशाजनक नई रणनीति साबित हुई है।” 

उपकरण डिज़ाइन सुनिश्चित करता है कि प्रकाश का स्पेक्ट्रम और तीव्रता बायो‑मॉलिक्यूल्स के संपर्क में आने पर बदलती है, जिससे लेबल‑फ़्री, वास्तविक‑समय डिटेक्शन के लिए एक शक्तिशाली तकनीक मिलती है।

क्वांटम बायोसेंसर: कॉम्पैक्ट, स्केलेबल, और वास्तविक‑समय

नवीन, कॉम्पैक्ट उपकरण के साथ, शोधकर्ताओं ने वर्तमान में उपलब्ध सेंसरों की क्षमताओं को काफी आगे बढ़ा दिया है।

जैसा कि हतीजे अल्टुग, Bionanophotonic Systems Laboratory की प्रमुख, ने कहा:

“परीक्षणों से पता चला कि हमारा स्व‑प्रकाशित बायोसेंसर अमीनो एसिड और पॉलिमर को पिकोग्राम सांद्रता पर पहचान सकता है – यह एक ट्रिलियनवें ग्राम के बराबर है – जो आज उपलब्ध सबसे उन्नत सेंसरों के बराबर है।”

यहाँ एक और महत्वपूर्ण बिंदु यह है कि क्वांटम मैकेनिक्स का उपयोग करके इस突破 को हासिल किया गया, जिससे यह व्यावहारिक क्षेत्र में और आगे बढ़ता है।

क्वांटम मैकेनिक्स, जो परमाणु और उप‑परमाणु स्तर पर कणों के गुणों और व्यवहार से संबंधित मूलभूत भौतिक सिद्धांत है, के बारे में बहुत कुछ खोजा गया है, और यह लगभग एक सदी पहले प्रस्तुत किया गया था।

इस अवधि के दौरान, क्वांटम मैकेनिक्स ने उद्योगों को आगे बढ़ाने में मदद की है, कई आधुनिक तकनीकों को आधार प्रदान किया है, जिसमें इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए अर्धचालक, लेज़र, और मैग्नेटिक रेज़ोनेंस इमेजिंग (MRI) शामिल हैं। यह भविष्य के नवाचारों के लिए भी मार्ग प्रशस्त कर रहा है, जैसे क्वांटम कंप्यूटिंग और उन्नत साइबर सुरक्षा। 

जूलियन केली, Google Quantum AI के हार्डवेयर निदेशक के अनुसार, हम “वास्तविक突破 से लगभग पाँच साल दूर हो सकते हैं, एक व्यावहारिक अनुप्रयोग जो केवल क्वांटम कंप्यूटर पर ही हल किया जा सकता है।”

उनके अनुसार, क्वांटम कंप्यूटर “ब्रह्मांड के सबसे मूलभूत स्तर पर काम करने के तरीके तक पहुँच सकते हैं।”

Nvidia (NVDA ) के CEO जेंसन हुआंग भी इसी विचारधारा के हैं। उनका मानना है कि क्वांटम कंप्यूटिंग “असाधारण प्रभाव प्रदान करने की क्षमता रखती है,” लेकिन उन्होंने यह भी कहा कि “तकनीक पागलपन की तरह जटिल है।”

इन सबके बीच, EPFL इंजीनियरों ने क्वांटम प्रकाश स्रोतों को सीधे चिप‑स्केल उपकरणों में एम्बेड किया है, जिससे बायोसेंसिंग तकनीक में क्रांति आई है जिसे औद्योगिक निगरानी, जल परीक्षण, वायु गुणवत्ता नियंत्रण और खाद्य सुरक्षा सहित विभिन्न क्षेत्रों में उपयोग किया जा सकता है। उनकी突破 नई क्वांटम डिटेक्शन और स्मार्ट सेंसर उपकरणों को भी खोल सकती है।

LIET सेंसर आर्किटेक्चर यहाँ वास्तव में एक छोटा उपकरण फुटप्रिंट प्रदान करता है, क्योंकि प्लास्मोनिक एंटीना दोनों प्रकाश स्रोत और सेंसरिंग तत्व के रूप में कार्य करते हैं, जबकि पारम्परिक डिज़ाइन में प्लास्मोनिक संरचनाओं को फोटो‑डिटेक्टर्स या LEDs के ऊपर एकीकृत किया जाता है।

शोधकर्ताओं ने अपने उपकरण को बायो‑मॉलिक्यूल्स और नैनोमीटर‑थिक पॉलिमर के साथ परीक्षण किया और पाया कि उत्सर्जित प्रकाश की तीव्रता और स्पेक्ट्रल प्रोफ़ाइल दोनों ही एनालाइट की उपस्थिति से उत्पन्न स्थानीय अपवर्तनांक परिवर्तन द्वारा मोड्यूलेट होते हैं। इसका अर्थ है कि LIET उपकरण को पॉइंट‑ऑफ़‑केयर अनुप्रयोगों के लिए कॉम्पैक्ट और संवेदनशील ऑन‑चिप ऑप्टिकल बायोसेंसर के रूप में उपयोग किया जा सकता है।

अध्ययन के अनुसार, सेंसर डिवाइस के पास सामान्य प्रकाश डिटेक्टर्स के साथ काम करने के लिए पर्याप्त उत्सर्जित शक्ति है। क्वांटम प्लेटफ़ॉर्म स्केलेबल है और सेंसर निर्माण विधियों के साथ संगत है, जिससे व्यापक उत्पादन और वितरण संभव हो जाता है।

“हमारा काम एक पूरी तरह से एकीकृत सेंसर प्रदान करता है जो प्रकाश उत्पन्न करने और डिटेक्ट करने दोनों को एक ही चिप पर संयोजित करता है। पॉइंट‑ऑफ़‑केयर निदान से लेकर पर्यावरणीय प्रदूषकों के पता लगाने तक, इस तकनीक के संभावित अनुप्रयोग नई उच्च‑प्रदर्शन सेंसरिंग सिस्टम की सीमा को दर्शाते हैं,” बायोनैनोफोटॉनिक सिस्टम्स लैब के शोधकर्ता इवान सिनेव ने कहा।

सिर्फ एक वर्ग मिलीमीटर से कम सक्रिय क्षेत्र के साथ, यह डिज़ाइन निश्चित रूप से व्यावहारिक इलेक्ट्रो‑ऑप्टिकल बायोसेंसर और नई अनुप्रयोगों को साकार करने के रोमांचक संभावनाओं को खोल सकता है। 

यह वर्तमान टेबल‑टॉप सेट‑अप के विपरीत नई हैंडहेल्ड डिवाइसों की ओर भी ले जा सकता है, जो डॉक्टर के कार्यालय, नर्सिंग होम और दूरस्थ क्लीनिक जैसे सेटिंग में पूरी तरह फिट होते हैं, जहाँ बड़े लैब उपकरण व्यावहारिक नहीं होते। 

इसका लेबल‑फ़्री स्वभाव और वास्तविक‑समय मॉनिटरिंग क्षमता इसे संक्रमण, कैंसर और मेटाबोलिक विकारों जैसी बीमारियों में बायोमार्कर ट्रैक करने के लिए आदर्श बनाता है।

इन सबके अलावा, यह प्लेटफ़ॉर्म बुनियादी वैज्ञानिक अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकता है जो नैनो‑ऑप्टिक्स, सामग्री विज्ञान और क्वांटम कंप्यूटिंग जैसे अन्य क्षेत्रों को आगे बढ़ाने में मदद कर सकती है।

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क्वांटम बायोसेंसर निवेश अवसरों के शीर्ष विकल्प

अब, क्वांटम‑ड्रिवेन बायोसेंसिंग क्षेत्र में स्थापित और उभरते निवेश विकल्पों में गहराई से उतरने का समय है।

स्थापित खिलाड़ी और प्लेटफ़ॉर्म

एनालिटिकल इंस्ट्रूमेंट्स और डायग्नोस्टिक्स की बात आए तो Agilent Technologies (A ) उन उल्लेखनीय नामों में से एक है जो नई तकनीक को अपने उत्पाद लाइनों में एकीकृत कर सकते हैं।

यह कंपनी डायग्नोस्टिक्स, लाइफ़ साइंसेज़ और एप्लाइड मार्केट्स में अपनी विशेषज्ञता के लिए जानी जाती है। यह सॉफ़्टवेयर और लैब ऑटोमेशन समाधान के साथ-साथ रिएजेंट्स, इंस्ट्रूमेंट्स और कंज़्यूमेबल्स प्रदान करती है। ओलिगो‑आधारित थैरेप्यूटिक्स के लिए सक्रिय फ़ार्मास्यूटिकल घटकों के अलावा, यह पदार्थों की जैविक विशेषताओं की पहचान, मात्रात्मक और विश्लेषण करने के लिए इंस्ट्रूमेंट्स और सॉफ़्टवेयर भी प्रदान करती है।

इस वर्ष की शुरुआत में, Agilent ने ABB Robotics के साथ सहयोग करके स्वचालित लैब समाधान प्रदान किए, जिससे अनुसंधान और क्वालिटी कंट्रोल जैसी प्रक्रियाएँ तेज़ और अधिक कुशल हुईं।

$33.45 बिलियन के मार्केट कैपिटलाइज़ेशन के साथ, Agilent के शेयर वर्तमान में $117.76 पर ट्रेड हो रहे हैं, YTD में 12.16 % गिरावट के साथ, लेकिन 2021 के लगभग $180 के शिखर से बहुत दूर नहीं। इसका EPS (TTM) $4.06 है और P/E (TTM) 28.98, साथ ही 0.84 % डिविडेंड यील्ड भी उपलब्ध है। 

वित्तीय रूप से, कंपनी ने हाल ही में अपने Q2 2025 परिणामों की रिपोर्ट की, जिसमें राजस्व में 6 % की वृद्धि के साथ $1.67 बिलियन दिखाया गया, जबकि GAAP शुद्ध आय $215 मिलियन और EPS $0.75 था।

फोटॉनिक्स/ऑप्टिक्स की दुनिया में, AMS (AMS‑Osram) वह कंपनी है जो नैनो‑स्केल लाइट‑इमिटिंग घटकों से लाभान्वित हो सकती है।

ऑस्ट्रिया‑आधारित AMS एकीकृत एनालॉग माइक्रोचिप्स डिजाइन और उत्पादन करती है और सेंसर, सेंसर इंटरफ़ेस, पावर मैनेजमेंट और मोबाइल एंटरटेनमेंट के क्षेत्रों में सेवाएँ प्रदान करती है, जो संचार, मेडिकल टेक्नोलॉजी और ऑटोमोटिव मार्केट्स में उपयोग होते हैं।

पिछले महीने Sensors Converge 2025 में, AMS ने अपना नवीनतम मल्टी‑ज़ोन, डायरेक्ट टाइम‑ऑफ़‑फ़्लाइट सेंसर प्रस्तुत किया, जो पिछले मॉडलों की तुलना में 20 गुना अधिक पिक्सेल प्रदान करता है, कम पावर पर भी, एक कॉम्पैक्ट ऑल‑इन‑वन मॉड्यूल में।

बिलियन‑डॉलर मार्केट कैप वाली यह कंपनी, जो सेंसर तकनीकों में विशेषज्ञता रखने वाले फुल‑सर्विस फाउंड्री को भी प्रदान करती है, का EPS (TTM) -1.51 और P/E (TTM) -6.82 है।

Q1 2025 में, इसने EUR 820 मिलियन का राजस्व दर्ज किया, साथ ही लाभप्रदता में सुधार और FY25 के लिए EUR 100 मिलियन से अधिक फ्री कैश फ्लो की भविष्यवाणी की। उसी समय, इसने अपने व्यवसाय के एक हिस्से को बेचकर आधे बिलियन डॉलर से अधिक पूँजी जुटाने की योजना भी घोषित की, जिससे कंपनी का ऋण कम हो सके।

क्वांटम और नैनोटेक विशेषज्ञ

यदि हम क्वांटम क्षेत्र को देखें, तो Applied Materials (AMAT ) डिपोज़िशन और नैनो‑फ़ैब्रिकेशन टूल्स प्रदान करने के लिए जाना जाता है, जिससे उनके जैसे सिस्टम बायोसेंसर उत्पादन को स्केल करने के लिए आवश्यक बनते हैं। 

यह सामग्री इंजीनियरिंग समाधान कंपनी तीन खंडों में कार्य करती है: Semiconductor Systems; जो मुख्यतः 300 mm उपकरणों की एक श्रृंखला बनाती है जो सेमी‑कंडक्टर चिप्स या ICs का निर्माण करती है, Display; जो मुख्यतः LCDs, OLEDs और अन्य स्मार्टफ़ोन, टैबलेट, पीसी, टेलीविज़न, मॉनिटर और लैपटॉप के लिए तकनीकों का उत्पादन करती है, और Applied Global Services (AGS); जो 200 mm उपकरण बनाती है और फैब्रिकेशन प्लांट के लिए स्पेयर और ऑटोमेशन सॉफ़्टवेयर प्रदान करती है।

$146 बिलियन के मार्केट कैप वाली कंपनी के बाजार प्रदर्शन की बात करें तो, लेखन के समय इसके शेयर $182.10 पर ट्रेड हो रहे हैं, YTD में 11.8 % वृद्धि के साथ। इसका EPS (TTM) 8.21 है, और P/E (TTM) 22.20। शेयरधारकों के लिए उपलब्ध डिविडेंड यील्ड 1 % से ऊपर है। 

वित्तीय रूप में, कंपनी ने Q2 2025 के लिए GAAP ग्रॉस मार्जिन 49.1 % और गैर‑GAAP ग्रॉस मार्जिन 49.2 % रिपोर्ट किया। इसी दौरान रिकॉर्ड GAAP EPS $2.63 और गैर‑GAAP EPS $2.39 था। इस अवधि में ऑपरेशन्स से उत्पन्न नकदी $1.57 बिलियन थी, जबकि Applied Materials ने शेयरधारकों को $2 बिलियन वितरित किए, जिसमें $1.67 बिलियन शेयर पुनर्खरीद और $325 मिलियन डिविडेंड शामिल थे।

इसके CEO, गैरी डिकर्सन, ने उच्च‑प्रदर्शन, ऊर्जा‑कुशल AI कंप्यूटिंग को नवाचार का प्रमुख चालक बताया है।

प्रारंभिक‑स्तर और स्पिन‑आउट

प्रारंभिक‑स्तर के उद्यमों में, Lux Capital जैसी कंपनियाँ उभरती तकनीकों में निवेश के लिए जानी जाती हैं, जिसमें सामग्री विज्ञान, बायोकेमिस्ट्री, इलेक्ट्रॉनिक्स, एयरोस्पेस और बुनियादी ढाँचा शामिल हैं। यह वेंचर कैपिटल (VC) फर्म अकादमिक शोध को आगे बढ़ाने में भी मदद करती है और बायोटेक और AI जैसे क्षेत्रों में आशाजनक शोध को समर्थन देने के लिए कम से कम $100 मिलियन निवेश करने की योजना बना रही है।

Breakthrough Energy Ventures (BEV) एक और फर्म है जो समान क्वांटम‑नैनोटेक प्लेटफ़ॉर्म कंपनियों को लक्षित कर सकती है।

Bill Gates द्वारा स्थापित, BEV दुनिया भर के बीस निवेशकों से बना है। इस फंड ने स्मार्ट सेंसर, स्टोरेज समाधान, बायोटेक से लेकर AI और स्थिरता तक सब कुछ में निवेश किया है। इसने Breakthrough Energy Coalition (BEC) के माध्यम से नई तकनीकों में एक बिलियन डॉलर से अधिक निवेश करने की प्रतिबद्धता भी जताई है।

भविष्य में, यह भी संभव है कि हम EPFL, ETH या ICFO से क्वांटम तकनीक पर केंद्रित स्टार्ट‑अप्स को स्पिन‑आउट होते देखें, जो व्यावसायिक खिलाड़ी बनेंगे। यह कोई नई बात नहीं है; वर्षों में कई विश्वविद्यालय स्पिन‑ऑफ़ ने उन तकनीकी आविष्कारों को व्यावसायिक रूप देने में मदद की है जो उनके शोध से उत्पन्न हुए।

उदाहरण के तौर पर, Akamai, Boston Dynamics, OKCupid, Cambridge Mobile Telematics, iRobot , RSA Security, Nimble VR, Meraki और कई अन्य कंपनियों ने सभी Massachusetts Institute of Technology (MIT) से स्पिन‑ऑफ़ के रूप में शुरुआत की।

यहाँ तक कि EPFL ने भी Bionomous, Dronistics, Hydromea, MindMaze, Sensars, SenseFly, Kandou, Nexthink आदि जैसे कई स्पिन‑आउट्स देखे हैं, जो विभिन्न क्षेत्रों में फैले हुए हैं।

ETH Zurich ने AI, मशीन लर्निंग, बायोटेक्नोलॉजी, फ़ार्मास्यूटिकल्स और रोबोटिक्स जैसे क्षेत्रों में स्पिन‑ऑफ़ कंपनियों को जन्म दिया है, जबकि कम से कम दस कंपनियों ने ICFO से स्पिन‑ऑफ़ किए हैं, जिनमें LuxQuanta शामिल है, जो क्वांटम तकनीकों का उपयोग करके डेटा सुरक्षा प्रदान करती है।

निष्कर्ष

ऑप्टिकल बायोसेंसर सटीक मेडिकल डायग्नॉस्टिक्स, पर्सनलाइज़्ड मेडिसिन और पर्यावरणीय मॉनिटरिंग के क्षेत्रों में महत्वपूर्ण हैं। स्व‑प्रकाशित प्लास्मोनिक बायोसेंसर को प्रस्तुत करके, नवीनतम नवाचार क्वांटम टनलिंग को फोटॉनिक्स के साथ मिलाकर एक स्व-निहित चिप प्रदान करता है। 

यह न केवल पारम्परिक सेंसर डिज़ाइन को चुनौती देता है, बल्कि क्वांटम मैकेनिक्स का एक व्यावहारिक कार्यान्वयन भी प्रस्तुत करता है, जो प्रयोगात्मक चरण से आगे बढ़कर स्केलेबल तकनीकों में बदल रहा है, जिनके व्यापक अपनाने की संभावना है।

क्वांटम प्रकाश स्रोतों को सीधे चिप‑स्केल उपकरणों में एम्बेड करके, शोधकर्ताओं ने बायोसेंसिंग तकनीक में एक नया फ्रंटियर बनाया है, जो बहु‑उपयोगिता, कॉम्पैक्टनेस और विभिन्न क्षेत्रों में अभूतपूर्व संवेदनशीलता का वादा करता है।

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संदर्भित अध्ययन:

1. Lee, J.; Wu, Y.; Sinev, I.; et al. Plasmonic Biosensor Enabled by Resonant Quantum Tunnelling. Nat. Photon. 2025. https://doi.org/10.1038/s41566-025-01708-y