محققان با استفاده از نانوگیرنده‌های طلا، زیست‌حسگری با دقت بالا ساختند که قادر به شناسایی RNA ویروس است. این روش ذراتی با وزن ۶ اتوگرم را شناسایی می‌کند.
طراحی حسگری برای شناسایی RNA ویروس با وزن ۶ آتوگرم
در سال ۲۰۱۶ استاد رشته فیزیک کاربردی، استفان آرنولد موفق به ثبت پتنتی شد که در آن روش شناسایی ذرات منفرد نظیر نانوذرات به صورت زنده ارائه شده است. این کار با استفاده از مود گالری نجواگر روی میکروکره‌ها انجام شده است.
آرنولد و همکارانش در سال ۲۰۱۲ با ارائه زیست‌حسگر بسیار حساسی، دنیای علم را به حیرت واداشتند. این زیست‌حسگر قادر بود تا ذرات منفرد ویروس را در یک محلول شناسایی کند.
این روش یک پیشرفت بزرگ بوده که با یک سری آزمایش بدست آمده و در نهایت به یک ابزار تشخیصی بسیار حساس ختم شد، ابزاری که امکان شناسایی ویروس منفرد را داراست. این ابزار در مطب و بیمارستان و بدون نیاز به تجهیزات خاصی قابل استفاده است. معمولا برای شناسایی ویروس باید یک محیط خلاء داشت تا با استفاده از میکروسکوپ الکترونی آن را مشاهده کرد. روش‌های رایج بسیار پیچیده و هزینه‌بر هستند.
این گروه تحقیقاتی با افزایش حساسیت زیست حسگر، موفق به شناسایی RNA ذرات ویروس با جرم ۶ آتوگرم شدند. از تابش لیزری که از فیبرنوری خارج می‌شود، این گروه می‌توانند فرآیند شناسایی را انجام دهند. یک شیشه کروی بسیار کوچک در تماس با فیبر قرار دارد که مسیر نور را تغییر می‌دهد. زمانی که ویروس با کره تماس پیدا می‌کند، خواص شیشه را تغییر داده و می‌تواند منجر به تغییر فرکانس نوسان آن شود.
هر قدر ذرات کوچکتر شوند، شناسایی آنها و تشخیص تغییر فرکانس دشوارتر می‌شود. ویروس‌هایی نظیر آنفولانزا که درشت هستند با روش‌های رایج قابل شناسایی بوده اما ویروس‌هایی نظیر پولیو که کوچک هستند نیاز به حساسیت بیشتری دارند.
این گروه نانوگیرنده‌های طلا را به میکروکره نوسانگر متصل کردند. این گیرنده‌ها پلاسمونیک بوده و موجب تقویت میدان الکتریکی نزدیک خود می‌شوند. هر ذره طلا به یک ماده خاص متصل شده که برای برهمکنش با پروتئین یا ویروس ویژه‌ای آماده شده است.
نام این حسگر که به «زیست‌حسگر مود گالری نجواگر» شهرت یافته از یک گنبد معروف در لندن الهام گرفته شده است.
نتایج این پروژه در قالب مقاله ای با عنوان Taking Microcavity Label-Free Single Molecule Detection Deep into the Protein Realm: Cancer Marker Detection at the Ultimate Sensitivity در نشریه Nano-Structures for Optics and Photonics منتشر شده است.
