I Ricercatori creano il nuovo strumento ultrasensibile per il prodotto chimico, l'analisi della proteina e del DNA

Published on February 16, 2013 at 6:00 AM · No Comments

Utilizzando le caratteristiche ottiche in primo luogo dimostrate dai Romani antichi, i ricercatori all'Università dell'Illinois aUrbana-Champagne hanno creato uno strumento per il prodotto chimico, un DNA e un'analisi novelli e ultrasensibili della proteina.

“Con questa unità, la spettroscopia nanoplasmonic percepire, per la prima volta, si trasforma in in percezione colorimetrica, richiedendo soltanto gli occhi nudi o fotografia a colori visibile ordinaria,„ Logan Liu, un assistente universitario spiegato di elettrico e di ingegneria informatica e della bioingegneria all'Illinois. “Può essere usata per la rappresentazione chimica, la rappresentazione biomolecolare e l'integrazione alle unità portatili di microfluidics per le laboratorio-su-chip-applicazioni. I Suoi risultati del gruppo di ricerca sono stati descritti nell'oggetto di coperchio di edizione inaugurale dei Materiali Ottici Avanzati (AOM, sezione ottica dei Materiali Avanzati).

La tazza di Licurgo è stata creata dai Romani in 400 d.C. Fatto di un vetro dicroico, i colori differenti delle mostre famose della tazza secondo indipendentemente da fatto che l'indicatore luminoso sta attraversando; rosso una volta acceso da dietro e verde una volta acceso nella parte anteriore. È egualmente l'origine di inspirazione per tutto lo studio contemporaneo della ricerca- di nanoplasmonics sui fenomeni ottici nelle vicinanze del nanoscale delle superfici di metallo.

“Questo effetto dicroico è stato raggiunto comprendendo le proporzioni minuscole di oro minuscolo macinato e polvere dell'argento nel vetro,„ Liu ha aggiunto. “Nella nostra ricerca, abbiamo creato una schiera ad alta densità di ampia area di una tazza di Licurgo del nanoscale facendo uso di un substrato di plastica trasparente per raggiungere la percezione colorimetrica. Il sensore consiste di circa un miliardo tazze nane in una schiera con l'apertura di sotto-lunghezza d'onda e decorata con le nanoparticelle del metallo sulle pareti laterali, avendo la simili forma e beni come le tazze di Licurgo video in un British Museum. Liu ed il suo gruppo sono stati eccitati specialmente dalle caratteristiche straordinarie del materiale, rendenti meglio la sensibilità di 100 volte che qualunque altra unità nanoplasmonic riferita.

Le tecniche Colorimetriche sono pricipalmente attraenti a causa del loro basso costo, l'uso di strumentazione economica, requisito di meno hardware di trasduzione del segnale e soprattutto, fornente semplice--capisca i risultati. Il sensore Colorimetrico può essere utilizzato per sia l'identificazione analitica qualitativa come pure l'analisi quantitativa. La progettazione corrente egualmente permetterà allo sviluppo di nuova tecnologia nel campo del microarray di DNA/protein.

“Il Nostro sensore colorimetrico contrassegno contrassegno elimina il bisogno di etichettatura problematica della fluorescenza delle molecole di proteina del DNA e l'ibridazione della molecola dell'obiettivo e della sonda è individuata dal cambiamento di colore del sensore,„ Manas Gartia, primo autore specificato dell'articolo, “Colorimetrics: Rappresentazione Colorimetrica di Risonanza del Plasmon Facendo Uso delle Schiere Nane della Tazza di Licurgo.„ “Il Nostro sensore corrente richiede appena una sorgente luminosa e una macchina fotografica di completare il DNA che percepisce il trattamento. Ciò apre la possibilità per il rivelatore basato a telefono mobile accessibile, semplice e sensibile di sviluppo del DNA di microarray in prossimo avvenire. dovuto il suo basso costo, la semplicità nella progettazione e l'alta sensibilità, prevediamo l'esteso uso dell'unità per i microarrays del DNA, della selezione terapeutica dell'anticorpo per la scoperta della droga e della rilevazione dell'agente patogeno nell'impostazione carente delle risorse.„

Gartia ha spiegato che l'interazione luce-materia facendo uso delle schiere del foro di sotto-lunghezza d'onda provoca i fenomeni ottici interessanti quali i polaritons di superficie del plasmon (SPPs) mediati ha migliorato la trasmissione ottica (EOT). Nel caso della FINE NASTRO, la quantità di indicatore luminoso più di quanto prevista può essere trasmessa attraverso i nanoholes sulle pellicole sottili del metallo altrimenti opaco. Poiché l'a film metallico sottile ha beni ottici speciali chiamati risonanza di superficie del plasmon (SPR) che è influenzata dai materiali circostanti di quantità minuscola, tale unità è stata utilizzata come applicazioni biosensing.

Secondo i ricercatori, la maggior parte degli studi precedenti pricipalmente hanno messo a fuoco strutture bidimensionali di manipolazione della FINE NASTRO dell'in-aereo (sulle 2D) come sintonizzazione il diametro del foro, la forma, o della distanza fra i fori. Inoltre, la maggior parte degli studi precedenti sono interessati dei fori diritti soltanto. Qui, la FINE NASTRO è mediata pricipalmente da SPPS, che limita la sensibilità e la figura dei meriti disponibili a tali unità.

“La Nostra progettazione corrente impiega la struttura plasmonic di schiera periodica del foro affusolata sotto-lunghezza d'onda 3D. Contrariamente alla FINE NASTRO mediata SPECI, la struttura proposta conta sulla FINE NASTRO mediata Plasmon (LSP) Di Superficie Localizzata,„ Gartia ha detto. “Il vantaggio di LSPs è che la trasmissione migliorata alle lunghezze d'onda differenti e con differenti beni della dispersione può essere sintonizzata gestendo la dimensione, la forma ed i materiali dei fori 3D. La geometria affusolata verserà ed adiabatico metterà a fuoco i fotoni con un imbuto sopra alla struttura plasmonic di sotto-lunghezza d'onda al fondo, piombo al grandi campo elettrico e potenziamento locali della FINE NASTRO.

“Secondariamente la risonanza localizzata di supporto dalla struttura plasmonic 3D permetterà alla sintonizzazione a banda larga della trasmissione ottica through gestendo la forma, la dimensione ed il periodo di fori come pure la forma, la dimensione ed il periodo di particelle metalliche decorate alle pareti laterali. Cioè avremo più controllabilità sopra la sintonizzazione delle lunghezze d'onda di risonanza del sensore.„

Sorgente: Facoltà di Ingegneria dell'Università dell'Illinois

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