استفاده از نانوذرات برای شناسایی زیست‌نشانگرها با غلظت کم

محققان انگلیسی روشی با حساسیت بالا برای شناسایی زیست‌شناساگرها ارائه کردند. در این روش از نانوذرات و طیف‌سنجی فرابنفش برای شناسایی استفاده شده‌است.

در مقاله‌ای با عنوان Second harmonic spectroscopy of surface lattice resonances که محققان دانشگاه باث در نشریه Nano Letters به چاپ رساندند، نشان دادند که یک لیزر 760 نانومتری برای برانگیختن رزونانس شبکه سطحی (SLRs) می‌تواند به کار رود و با این برانگیختگی امکان شناسایی مواد وجود دارد. پژوهشگران نشان دادند که با این روش می‌توان نانوذرات را با حساسیت بسیار بالا شناسایی کرد.

این سیستم غیرخطی بوده و مقاومت کمی نسبت به میدان الکتریکی دارد بنابراین موجب تولید امواج فرابنفش در هارمونیک ثانویه می‌شود. در طول رزونانس، تولید هارمونیک ثانویه به ‌شدت افزایش یافته و تا 450 برابر بیشتر می‌شود که این کار موجب شده تا با استفاده از طیف‌سنجی فرابنفش بتوان ضریب شکست محیط نانوذرات را با حساسیت بالا اندازه‌گیری کرد.

رزونانس‌های مختلفی در این سامانه وجود دارد که متأثر از طول موج، زاویه تابش، جنس ذره و ثابت شبکه آرایه است. این تیم تحقیقاتی نشان دادند که رزونانس ویژه‌ای را که با حساسیت بالا به مولکول مرتبط است، شناسایی کردند.

سازوکار تولید پرتو فرابنفش متأثر از اتصال مولکول به سطح نانوذرات است که با این کار می‌توان مقادیر بسیار کم از ماده را شناسایی کرد.

ونتسیسلاو والو از محققان این پروژه می‌گوید: « زمانی که مولکول‌ها به سطح نانوذرات طلا متصل می‌شوند، آنها روی الکترون‌های سطح طلا تأثیر می‌گذارند که این کار موجب تغییر میزان پرتو فرابفنش تولیدشده می‌شود. با این روش می‌توان با حساسیت بالا مولکول‌ها را در حجم بسیار کم شناسایی کرد. این روش 100 برابر حساس‌تر از روش‌های رایج بوده و می‌توان از آن برای شناسایی شناساگرهای زیستی در غلظت‌های کم استفاده کرد. در نتیجه امکان شناسایی زودهنگام بیماری‌های مختلف فراهم می‌شود.