محققانی از دانشگاه میشیگان، دانشگاه اوهایو و دانشگاه ملی پوسان در کره، برای آشکارسازی اپتیکی پروتئین‌های محلول، اقدام به ساخت آرایش‌های فنری مولکولی کرده‌اند. این آرایش‌ها از نانوذرات طلا که از طریق رابط‌های پلی (اتیلن گلیکول) یا PEG ترکیب‌شده با پادتن‌ها، به نانوسیم‌های CdTe متصل شده، تشکیل شده‌اند. این وسیله بر اساس برهم‌کنش بین اکسایتون‌ها (جفت‌های الکترون- حفره مقید در نانوسیم نیم‌رسانا) و پلاسمون‌ها (نوسان‌های کوانتیزه شده از الکترون‌های رسانش در نانوذرات فلزی) استوار است.
آشکارسازی پروتئین‌ها با اکسایتون‌ها و پلاسمون‌ها
محققانی از دانشگاه میشیگان، دانشگاه اوهایو و دانشگاه ملی پوسان در کره،
برای آشکارسازی اپتیکی پروتئین‌های محلول، اقدام به ساخت آرایش‌های فنری
مولکولی کرده‌اند. این آرایش‌ها از نانوذرات طلا که از طریق رابط‌های پلی (اتیلن
گلیکول) یا PEG ترکیب‌شده با پادتن‌ها، به نانوسیم‌های CdTe متصل شده،
تشکیل شده‌اند. این وسیله بر اساس برهم‌کنش بین اکسایتون‌ها (جفت‌های
الکترون- حفره مقید در نانوسیم نیم‌رسانا) و پلاسمون‌ها (نوسان‌های
کوانتیزه شده از الکترون‌های رسانش در نانوذرات فلزی) استوار است.
این محققان آنتی‌استرپتاویدین را به
رابط‌های PEG مزدوج کرده، و سپس این نانوساختارها را در معرض محلولی که
دارای غلظت متغیری از استرپتاویدین بود، قرار دارند. هنگامی که نانوسیم‌ها
به‌صورت اپتیکی تحریک می‌شوند، جابه‌جایی‌هایی تا اندازه ده نانومتر در طیف
گسیلی دیده می‌شود. محققان این جابه‌جایی را به تغییر فاصله بین نانوذرات
و نانوسیم‌ها نسبت می‌دهند و توانسته‌اند چارچوبی نظری برای توضیح این اثر
حسگری برحسب تحریک‌پذیری اکسایتون توسعه دهند.
الکساندر اُ. گوروف از دانشگاه اوهایو، چنین توضیح می‌دهد: «برای یک اثر
قوی باید زمان رانش اکسایتون در یک نانوسیم باید با طول عمر اکسایتون قابل
مقایسه باشد». کاهش فاصله بین نانوذرات و نانوسیم باعث کاهش طول عمر
اکسایتون و منجر به‌جابه‌جایی طیف گسیلی آن به‌سمت نور آبی می‌گردد.
انتخاب ماده مربوط به نانوسیم و نانوذرات، عوامل بحرانی برای عملکرد وسیله
محسوب مبی‌شوند؛ برای مثال جایگزینی نانوذرات طلا با نانوذرات نقره باعث
تغییرات فرکانس تشدید پلاسمون‌ها می‌شود که در این باره نیکولاس اِی. کوتوف
از دانشگاه میشیگان، چنین توضیح می‌دهد: «تغییر فرکانس اکسایتون نیز باید
به‌گونه‌ای باشد که با پلاسمون‌ها جفت شود، تا بتوان اثرات مذکور را مشاهده
کرد». گوروف اضافه می‌کند: «برای مشاهد جابه‌جایی آبی باید انرژی‌های
اکسایتون و پلاسمون یکی باشد. برای نانوذرات طلا و نانوسیم CdTe این تشدید
اتفاق می‌افتد؛ ولی در مورد نانوذرات نقره به دلیل انرژی پلاسمون بزرگ‌تری
که دارند، نانوسیمی با انرژی اکسایتون بزرگ‌تر مثل InGaN مورد نیاز خواهد
بود».
این محققان نتایج کار خود را در مجله Nature Materials منتشر کرده‌اند
