اولین زیست‌حسگر ساخته شده از آرایه‌های نانوحفره‌ای پلاسمونی توسط پژوهشگرانی از مرکز فوتونیک دانشگاه بوستون پرده‌برداری شد. این افزاره که از – عبور نوری غیرمتعارف – استفاده می‌کند، می‌تواند ویروس‌های زنده را در داخل محلول‌های زیستی شناسایی کند
شناسایی ویروس‌ها با حسگر نانوپلاسمونیکی
اولین زیست‌حسگر ساخته شده از آرایه‌های
نانوحفره‌ای پلاسمونی توسط پژوهشگرانی از مرکز فوتونیک دانشگاه بوستون پرده‌برداری
شد. این افزاره که از “عبور نوری غیرمتعارف” استفاده می‌کند، می‌تواند
ویروس‌های زنده را در داخل محلول‌های زیستی شناسایی کند.
در سال‌های اخیر انتشار بیماری‌های ویروسی مانند H1N1، H5N1، و SARS این
ترس را ایجاد کرده است که مبادا چنین ویروس‌هایی بتوانند بسرعت شیوع پیدا
کرده و مانند آنفلانزای سال ۱۹۱۸ اسپانیا که بیش از ۵۰ میلیون انسان را
بکام مرگ فرستاد، فراگیر شوند. کنترل اپیدمی‌های آتی نیاز به تکنیک‌های
تشخیص حساس و سریعی که بتوانند غلظت‌های کم ویروسی در محلول‌های زیستی را
شناسایی کنند، خواهد داشت.
پلاسمونیک یک شاخه جدید از فوتونیک است که
از پلاریتون‌های پلاسمونی سطحی که از برهم‌کنش نور با الکترون‌های نوسان‌کننده
در سطوح فلزی ناشی می‌شوند، استفاده می‌کند. این حسگر جدید از چنین
تشدیدهایی در آرایه‌های نانوحفره‌ای پلاسمونیکی استفاده می‌کند. ساختار این
حسگر شامل آرایه‌هایی از نانودریچه‌ها یا حفره‌هایی با پهنای ۲۰۰ تا ۳۵۰
نانومتر می‌باشد که با فاصله‌های ۵۰۰ تا ۸۰۰ نانومتر روی نانولایه‌هایی از
فیلم‌های فلزات نجیب مانند طلا، ایجاد شده‌اند.
در طول‌موج‌های معینی، این آرایه‌های نانوحفره می‌توانند نور را خیلی بیشتر
از آنچه توسط نظریه کلاسیکی دریچه پیش‌بینی می‌شود ،از خود عبور دهند. این
پدیده به عبور نوری غیرمتعارف (EOT) معروف است و به خاطر تشدیدهای پلاریتون
پلاسمونی سطحی رخ می‌دهد.
طول‌موج تشدیدی EOT به ثابت دی‌الکتریک محیط پیرامون حسگر پلاسمونی بستگی
دارد. هاتیچ آلتوگ، رهبر این گروه تحقیقاتی، توضیح می‌دهد که همینکه عامل
بیماریزا به سطح حسگر پیوند می‌خورد ضریب شکست محیط زیاد می‌شود و به همین
دلیل شیف- قرمز تشدید پلاسمونی اتفاق می‌افتد. با اندازه‌گیری این شیف-
قرمز می‌توان ویروس را شناسایی کرد.
با افزودن ایمنوگلوبین‌های پادویروس بسیار ویژه به سطح این حسگر می‌توان
ویروس‌های متفاوت را شناسایی کرد. ایمنوگلوبین‌های متفاوت می‌توانند ویروس‌های
متفاوت را از داخل نمونه محلول گیراندازی کنند (شکل را ببینید).
این پژوهشگران در آزمایشات خود به صورت موفقیت‌آمیزی از این افزاره برای
شناسایی شبه ویروس‌هایی که شبیه ویروس‌های خیلی کشنده مانند ایبولا و آبله
هستند، استفاده کرده‌اند. کار بعدی این پژوهشگران ساخت نسخه قابل‌حمل این
افزاره با استفاده از علم میکروسیالیت است.
این پژوهشگران نتایج پژوهش خود را در مجله‌ی Nano Letters منتشر کرده‌اند.
