 Используя обычную лабораторную фильтровальную бумагу, украшенную золотыми наночастицами, ученые из Вашингтонского университета в Сент-Луисе создали уникальную платформу, известную как «плазмонная бумага», позволяющую обнаруживать и классифицировать даже следовые количества химических веществ и биологически важные молекулы - из взрывчатых веществ, отравляющих веществ и загрязнителей окружающей среды.
Плазмоника заключается в контроль света на наноуровне с помощью поверхностных плазмонов, которые координируют волны электронов, существующих на поверхности материалов - в частности таких металлов, как золото. Локализованные поверхностными плазмонами металлические наноструктуры приводят к уникальным оптическим свойствам с характеристиками, которые зависят от состава металла, размера и формы структур, окружающей среды, и прочего.
Исследователи создали свою плазмонную бумагу посредством погружения обычной целлюлозной фильтровальной бумаги в раствор наночастиц золота. Такая простая и в то же время оптически активная платформа может быть использована для повышения сигнала отпечатков химических веществ. Кроме того, клинически важные белки могут быть захвачены модифицированной плазмонной бумагой и обнаружены на основе изменений в оптических спектрах, возникающих в результате того, когда белки связываются с бумагой.
Именно обнаружение химических и биологических угроз является задачей, которую исследователи пытаются решить. Эта технология может быть широко использована для химического и биологического зондирования, в том числе национальной безопасности, судебно-медицинской экспертизы, мониторинга окружающей среды и медицинских диагностических приложений.
Например, плазмонная бумага может быть использована для обнаружения целевых молекул, которые служат в качестве индикаторов заболеваний, таких как рак. Исследователи считают, что у них есть технологическая платформа, которая красиво подходит для подобных приложений.
В то же время исследователи подчеркнули, что существует ряд препятствий, которые еще предстоит преодолеть, прежде чем эта технология может быть использована для приложений химического обнаружения, не последним из которых является сложность «химического пространства» в реальном мире. Поскольку существует огромное количество химических веществ, которое будут мешать точным измерениям, их тесты потребуют очень высокой селективности - на уровне, который текущий вид плазмонной бумаги пока не может достичь.
Исследователи ожидают, что это можно преодолеть путем интеграции элементов биомиметического распознавания с плазмонной бумагой в ближайшем будущем.
|
