研究者は化学薬品、 DNA および蛋白質の分析のための新しい超高感度のツールを作成します

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

最初にアーバナ平原でイリノイ大学で古代ロマンが、研究者は示す光学特性を利用して化学薬品のための新しい、超高感度のツール、 DNA および蛋白質の分析を作成しました。

「この装置、 nanoplasmonic 分光学によって、はじめて感知は、比色感知になりま、肉眼か通常の目に見えるカラー写真撮影」、説明されたローガンだけ劉電気およびコンピューター工学とイリノイの生物工学の助教授必要とします。 「それは実験室チップアプリケーションのための携帯用 microfluidics 装置への化学イメージ投射、 biomolecular イメージ投射および統合に使用することができます。 彼の調査チームの結果は高度の光学材料 (AOM先端材料の光学セクション) の就任の版のカバー・ストーリーで特色になりました。

Lycurgus のコップは二色性ガラス、有名なコップの展示品異なったカラーの 400 A.D. Made でロマンによってライトがそれを通っているかどうかによる作成されました; 前部でからつけられた場合後ろおよび緑からつけられた場合赤。 それはまた金属表面の nanoscale の近辺の光学現象のすべての現代的な nanoplasmonics の研究の調査のためのインスピレーションの起源です。

「この二色性の効果細かくひかれた金の小さい割合が含まれていることによって達成され、ガラスの銀の塵」、は劉は付け加えました。 「私達の研究で、私達は透過プラスチック基板を使用して比色感知を達成するために nanoscale の Lycurgus のコップの大き領域の高密度アレイを作成しました。 センサーはアレイの約 1十億個の nano コップから副波長の開始でそして飾られる側面の金属の nanoparticles と成っていて、同じような形および特性をように表示される Lycurgus のコップ大英博物館で持っています。 劉および彼のチームは他のどの報告された nanoplasmonic 装置もより 100 倍の感度をよくもたらす材料の異常な特性によって特に刺激されました。

比色技術は低価格、安価な装置の使用、少数の条件のために主に魅力的シグナルの transduction のハードウェアであり、とりわけ、結果を簡単に理解して下さい提供する。 比色センサーは質的で分析的な識別、また数量化解析両方に使用することができます。 現在のデザインはまた DNA/protein のマイクロアレイのフィールドの新技術の開発を可能にします。

「私達のラベルなしの比色センサー DNA 蛋白質分子の問題となる蛍光性の付く必要性を除去し、プローブおよびターゲット分子の交配はセンサーのカラー変更から検出されます」、は示された Manas Gartia、記事の最初著者、 「Colorimetrics: Nano Lycurgus のコップのアレイを使用して比色プラズモン共鳴イメージ投射」。 「私達の現在のセンサーはちょうど光源およびカメラがプロセスを感じる DNA を完了するように要求します。 これは近い将来成長の現実的で、簡単で敏感な移動式電話ベースの DNA のマイクロアレイの探知器のための可能性を開きます。 デザインの低価格、簡易性、および高い感度が原因で、私達は予想します DNA のマイクロアレイのための装置、薬剤の発見のための治療上の抗体のスクリーニング、および資源が乏しい設定の病原体の検出の広範な使用を」。

Gartia は副波長の穴のアレイを使用してライト問題の相互作用が仲介される表面のプラズモンの polaritons のような興味深い光学現象を高めた光学 (SPPs)伝達をもたらすことを説明しました (EOT)。 EOT の場合には、多くにライトのより期待された量は別の方法で不透明な金属の薄膜の nanoholes を通して送信することができます。 薄いメタル・フィルムに微量の周囲材料によって影響される表面の (SPR)プラズモン共鳴と呼出される特別な光学的性質があるので、そのような装置は biosensing アプリケーションとして使用されました。

研究者に従って、前の調査のほとんどは穴間の穴径、形、または間隔の調整のような処理の内部平面二次元の (第 2) EOT の構造に主に焦点を合わせました。 さらに、前の調査のほとんどはまっすぐな穴だけにかかわっています。 ここでは、 EOT はそのような装置から獲得可能な感度そして性能指数を限定する SPPs によって主に仲介されます。

「私達の現在のデザインは 3D 副波長によって先を細くされる定期的な穴のアレイ plasmonic 構造を用います。 SPP によって仲介される EOT と対照をなして、提案された構造は集中させた表面のプラズモンによって仲介される EOT (LSP) に頼ります」と Gartia は言いました。 「LSPs の利点は異なった波長のそして異なった分散の特性が付いている高められた伝達が 3D 穴ことをのサイズ、形および材料の制御によって調整することができることです。 先を細くされた幾何学は EOT の大きいローカル電界そして機能拡張の原因となる底で副波長の plasmonic 構造に光子を漏斗で注ぎ、断熱的に集中します。

「第二に 3D plasmonic 構造によってサポートされた集中させた共鳴は側面で飾られた金属粒子の穴の形の、サイズおよびピリオド、また形、サイズおよびピリオド制御によって光学伝達の広帯域調整を可能にします。 すなわち、私達にありますセンサーの共鳴波長の調整上のより多くの可制御性が」。

ソース: 工学の大学イリノイ大学

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