Os Pesquisadores criam a ferramenta ultra-sensível nova para o produto químico, a análise do ADN e da proteína

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

Utilizando as características ópticas demonstradas primeiramente pelos Romanos antigos, os pesquisadores nas Universidades de Illinois no Urbana-Campo criaram uma ferramenta para o produto químico, um ADN, e uma análise novos, ultra-sensíveis da proteína.

“Com este dispositivo, a espectroscopia nanoplasmonic detectar, pela primeira vez, transforma-se detecção colorimetric, exigindo somente os olhos nus ou fotografia de cor visível ordinária,” Logan explicado Liu, um professor adjunto de elétrico e da engenharia informática e da tecnologia biológica em Illinois. “Pode ser usada para a imagem lactente química, a imagem lactente biomolecular, e a integração aos dispositivos portáteis do microfluidics para laboratório-em-microplaqueta-aplicações. Os resultados da Sua equipa de investigação foram caracterizados no artigo de tampa da edição inaugural dos Materiais Ópticos Avançados (AOM, secção óptica de Materiais Avançados).

O copo de Lycurgus foi criado pelos Romanos em 400 A.D. Factura de um vidro dichroic, as cores diferentes das exibições famosas do copo segundo mesmo se a luz está passando através dela; vermelho quando iluminado de trás e de verde quando iluminado na parte dianteira. É igualmente a origem da inspiração para todo o estudo contemporâneo da pesquisa- do nanoplasmonics de fenômenos ópticos na vizinhança do nanoscale de superfícies de metal.

“Este efeito dichroic foi conseguido incluindo proporções minúsculas de ouro minùscula mmoído e poeira da prata no vidro,” Liu adicionou. “Em nossa pesquisa, nós criamos uma disposição high-density da grande área de um copo de Lycurgus do nanoscale usando uma carcaça plástica transparente para conseguir a detecção colorimetric. O sensor consiste em aproximadamente um bilhão copos nano em uma disposição com abertura do secundário-comprimento de onda e decorada com nanoparticles do metal em paredes laterais, tendo a forma e propriedades similares como os copos de Lycurgus indicados em um museu Britânico. Liu e sua equipe eram particularmente entusiasmado pelas características extraordinárias do material, rendendo uma sensibilidade de 100 vezes melhor do que todo o outro dispositivo nanoplasmonic relatado.

As técnicas Colorimetric são principalmente atractivas devido a seu baixo custo, uso do equipamento barato, exigência de menos hardware da transdução do sinal, e sobretudo, fornecendo simples-à-compreenda resultados. O sensor Colorimetric pode ser usado para a identificação analítica qualitativa assim como a análise quantitativa. O projecto actual igualmente permitirá a revelação de nova tecnologia no campo do microarray de DNA/protein.

“Nosso sensor colorimetric etiqueta-livre elimina a necessidade de colocação de etiquetas problemática da fluorescência de moléculas de proteína do ADN, e a hibridação da molécula da ponta de prova e do alvo é detectada da mudança da cor do sensor,” Manas indicado Gartia, primeiro autor do artigo, “Colorimetrics: Imagem Lactente Colorimetric da Ressonância do Plasmon Usando Disposições Nano do Copo de Lycurgus.” “Nosso sensor actual exige apenas uma fonte luminosa e uma câmera terminar o ADN que detecta o processo. Isto abre a possibilidade para o detector telefone-baseado móvel disponível, simples e sensível tornar-se do ADN do microarray no futuro próximo. Devido a seu baixo custo, a simplicidade no projecto, e à sensibilidade alta, nós prevemos o uso extensivo do dispositivo para microarrays do ADN, da selecção terapêutica do anticorpo para a descoberta da droga, e da detecção do micróbio patogénico no ajuste deficiente do recurso.”

Gartia explicou que a interacção da luz-matéria que usa disposições do furo do secundário-comprimento de onda causa fenômenos ópticos interessantes tais como os polaritons de superfície do plasmon (SPPs) negociados aumentou a transmissão óptica (EOT). Em caso do EOT, uma quantidade mais do que prevista de luz pode ser transmitida através dos nanoholes em filmes finos do metal de outra maneira opaco. Desde Que o filme fino do metal tem a propriedade óptica especial chamada a ressonância de superfície do plasmon (SPR) que é afectada por materiais circunvizinhos de uma quantidade minúscula, tal dispositivo foi usado como aplicações biosensing.

De acordo com os pesquisadores, a maioria dos estudos precedentes centraram-se principalmente sobre estruturas bidimensionais de manipulação do EOT do em-plano (2D) tais como o ajustamento do diâmetro de furo, da forma, ou da distância entre os furos. Além, a maioria dos estudos precedentes são estados relacionados com os furos rectos somente. Aqui, o EOT é negociado principalmente pelo SPPs, que limita a sensibilidade e a figura de méritos obteníveis de tais dispositivos.

“Nosso projecto actual emprega a estrutura plasmonic afilada secundário-comprimento de onda da disposição periódica do furo 3D. Em contraste com o EOT negociado SPP, a estrutura propor confia o Plasmon De Superfície no EOT (LSP) negociado Localizado,” Gartia disse. “A vantagem de LSPs é que a transmissão aumentada em comprimentos de onda diferentes e com propriedades diferentes da dispersão pode ser ajustada controlando o tamanho, a forma, e os materiais dos furos 3D. A geometria afilada convergirá e focalizará adiabàtica os fotão sobre à estrutura plasmonic do secundário-comprimento de onda na parte inferior, conduzindo ao grandes campo elétrico e realce locais do EOT.

“Em Segundo Lugar a ressonância localizada apoiada pela estrutura 3D plasmonic permitirá o ajustamento de faixa larga da transmissão óptica com do controlo da forma, o tamanho, e o período de furos assim como a forma, o tamanho, e o período de partículas metálicas decoradas nas paredes laterais. Ou seja nós teremos mais controllability sobre o ajustamento dos comprimentos de onda da ressonância do sensor.”

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