نانوستاره‌های طلایی؛ ذراتی کوچک با قابلیت‌های بزرگ

دانشمندان زیست مهندسی دانشگاه دوک، برای نخستین بار نانوذراتی ستاره‌شکل از جنس طلا یافته‌اند. به عقیده آنها این نانوذرات در مقایسه با دیگر اشکال نانوذرات برتر است و با توجه به قابلیت‌های منحصربه‌فردی که دارد در آینده کاربرد گسترده‌ای خواهد یافت.

دانشمندان زیست مهندسی دانشگاه دوک، برای نخستین بار نانوذراتی ستاره‌شکل از
جنس طلا یافته‌اند. به عقیده آنها این نانوذرات در مقایسه با دیگر اشکال
نانوذرات برتر است و با توجه به قابلیت‌های منحصربه‌فردی که دارد در آینده
کاربرد گسترده‌ای خواهد یافت.

وجه تمایز این نانوذرات ستاره‌شکل(که به روش رشد در محلول ساخته می‌شوند) با
سایر ذرات، انعکاسِ بخش زیادی از نوری است که به آنها می‌تابد. مزیت دیگر این
نانوذرات امکان سنتز کنترل‌شده و تنظیم اندازه و شکل آنهاست که تأثیر زیادی در
میزان انعکاس نور آنها دارد. تمامی این عوامل موجب کارایی بسیار خوب این ذرات
در ردیابی، برچسب‌زنی و افزایش وضوح تصویر شده، نقش آنها را در روش‌های تشخیصی
و مشخص کردن مولکول‌ها یا ترکیبات شیمیایی خاص، ردیابی و پایش مقدار
آلاینده‌ها، دو چندان خواهد نمود. این مطالعه (که اولین بررسی در این زمینه
است) نشان‌دهنده تأثیرات قوی و منحصربه‌فرد اپتیکی نانوستاره‌ها در تشدید پدیده
SERS است. این محققان با بررسی اشکال مختلف نانوذرات فلزی، دریافتند که وقتی از
ذرات فلزی؛ به‌ویژه نانوستاره‌ها در مولکول‌های هدف استفاده شود، پراکندگی
رامان در آنها به شکل قابل ملاحظه‌ای افزایش یافته، تا چند میلیون برابر
می‌رسد.

این نانوستاره‌ها آنقدر کوچک هستند که می‌توانند از دیواره سلول‌ها عبور کرده،
به داخل آنها راه یابند؛ لذا عامل مؤثری در روش‌های تشخیص مولکولی محسوب
می‌شوند. اتصال این نانوستاره‌ها به پادتن‌ها، آنها را در تشخیص و از بین بردن
آنتی‌ژن‌ها یاری می‌کند، همچنین می‌توان با اتصال عامل‌های رنگی به این ذرات،
کارایی آزمایش‌های مختلف تصویربرداری را بهبود بخشید.

در بررسی آلاینده‌های زیست‌محیطی، با اتصال نوعی رنگ، نانوستاره‌ها را با نمونه
مورد آزمایش مخلوط کرده و سپس این نمونه زیر میکروسکوپ تحت تابش انرژی لیزر
قرار می‌گیرد. طیف رامان ایجادشده توسط حسگرهایی دریافت شده و اثرات نوری
منحصربه‌فرد آن مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد.

اگر چه نقره بیش از هر ماده دیگری موجب افزایش پراکندگی رامان می‌شود؛ با توجه
به پایداری بیشتر طلا و اینکه واکنش سیستم ایمنی بدن را به دنبال ندارد، در این
آزمایش‌ها به جای نقره از طلا استفاده شده‌است، ضمن آنکه طلا بر خلاف نقره در
نمونه مورد بررسی اکسیده نمی‌شود. همینک دانشمندان با استفاده از این فناوری به
دنبال توسعه روش‌های جدیدی برای تشخیص مواد شیمیایی و تشخیص طبی هستند. به گفته
این دانشمندان از آنجا که هر برچسب مولکولی SERS اثر نوری منحصربه‌فردی دارد،
به لحاظ نظری می‌توان تک‌پروب‌هایی داشته باشد که بتواند سرطان‌های مختلف و یا
آلاینده‌های سمی زیست‌محیطی مختلف را تشخیص دهد.

شایان ذکر است نتایج این تحقیق در نشریه آن‌لاین Journal of Physical Chemistry
منتشر شده‌است.