با همکاری شرکت واساتچ فتونیکس و نیکالیت، قرار است بسترهای جدید نانویی برای آزمون رامان توسعه یابد و با این کار کیت‌های تشخیص موادی نظیر کافئین، ایبوپروفن، و فنتانیل با حساسیت بالا تولید شود.
افزایش حساسیت کیت‌های تشخیص مواد دارویی با کمک نانوذرات
طیف‌سنجی رامان تقویت‌شده سطحی (SERS) یک حوزه در حال رشد سریع با پتانسیل بالا برای توسعه فناوری حسگر نقطه‌ای است.
با در نظر گرفتن این موضوع، شرکت واساتچ فتونیکس (Wasatch Photonics) وارد یک مشارکت راهبردی برای ارزیابی یک بستر نانوذره شده است، بستری که توسط Nikalyte توسعه یافته است. نتایج به دست آمده تا‌کنون امیدوارکننده بوده است، به ویژه برای تشخیص آنالیت‌های کمیاب مانند کافئین، ایبوپروفن، و فنتانیل (با حساسیت کمتر از قسمت در میلیون) که نشان دهنده پتانسیل تجاری هیجان‌انگیز برای استفاده در امنیت داخلی، پزشکی قانونی، ایمنی مواد غذایی و مراقبت‌های بهداشتی است.
مشارکت بین دو شرکت به هر یک از طرفین این امکان را می‌دهد که کاملاً روی شایستگی‌های اصلی خود تمرکز کنند. برای واساتچ فتونیکس این پروژه به معنای بررسی مسائلی است که می‌تواند آن را از نقطه نظر ابزار دقیق حل کند. همچنین به Nikalyte اجازه می‌دهد تا یک بستر حساس‌تر برای فناوری تشخیصی بسازد.
دیوید کریسی، مدیرعامل واساتچ فتونیکس می‌گوید: «هم‌افزایی سخت‌افزار و حسگرها برای آینده‌ی طیف‌سنجی بسیار جالب خواهد بود. این تلفیق فناوری‌های ما است که آن را کاملاً راحت می‌کند. ما واقعاً برای موفقیت به طرف مقابل نیاز داریم.»
سهولت استفاده، در رامان بسیار مهم است، بسترهای سنتی مبتنی بر مواد شیمیایی به دلیل سهولت استفاده همیشه یک مزیت برای رامان بوده است. در حالی که بسترهای SERS رسوب مرطوب معمولی آماده‌سازی نمونه مناسبی را ارائه می‌دهند، اما اغلب ناهمگونی‌های فضایی قابل توجهی را نشان می‌دهند که منجر به تکرارپذیری پایینی در سیگنال‌دهی می‌شود. از سویی دیگر، SERS به دلیل استفاده از کلوئید نانوذرات طلا، سیگنال‌هایی با تکرارپذیری بالا تولید می‌کند. اما این فناوری نیاز به مدیریت محلول‌هایی دارد که برای استفاده میدانی توسط افراد غیرمتخصص مناسب نیستند.
بستر Nikalyte به طرز ماهرانه‌ای موانعی را برطرف می‌کند که قبلاً پذیرش گسترده SERS را محدود می‌کرد. رویکرد آن از این جهت منحصر به فرد است که از نانوذرات طلای تولید شده و رسوب‌شده در خلاء استفاده می‌کند و تضمین می‌کند که فوق‌العاده خالص و به طور یکنواخت توزیع شده‌اند.
آلیستر کین، مدیرعامل Nikalyte می‌گوید: «ما یک روش منحصربه‌فرد برای ساخت نانومواد با تمرکز ویژه بر تقویت سیگنال‌های رامان توسعه داده‌ایم. روش ما رسوب یا پوشش ایده‌آل‌تری از نانوذرات را فراهم می‌کند که می‌تواند در مواردی مانند اتصال سلولی، کاتالیز و الکتروشیمی اعمال شود.»
از آنجایی که هیچ ماده شیمیایی در سنتز نانوذرات استفاده نمی‌شود، بسترهای SERS عاری از آلودگی هستند و حساسیت را بهبود می‌بخشند. مقیاس پذیری مقرون به صرفه یک تمرکز کلیدی است. کین می‌گوید: «هنگامی که روش تشخیص (نانوذرات) را داشته باشید، این ابزار ارزان قیمت مناسب می‌توانند به‌طور تکرارپذیر به شما پاسخ بدهند.»
کین می‌گوید: «ما می‌توانیم از دانش فیزیک خود برای کنترل تشکیل این نانوذرات استفاده کنیم و اساساً تعداد اتم‌های هر نانوذره را بشماریم. با کنترل اندازه نانوذرات و اجازه دادن به رسوب یا بارگذاری یکنواخت و تکرارپذیر آن نانوذرات، تکرارپذیری بین نمونه‌ها امکان‌پذیر می‌شود. »
