研究员创建为化学制品,脱氧核糖核酸和蛋白质分析的新的超灵敏的工具

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

使用古老罗曼首先展示的光学特性,研究员在伊利诺伊大学在尔般那平原创建了为化学制品的一个新颖,超灵敏的工具,脱氧核糖核酸和蛋白质分析。

“与此设备,这个 nanoplasmonic 分光学感觉,第一次,成为比色法感觉,要求肉眼或普通的可视彩色照相术”,仅解释的摇石刘,电子和计算机工程一位助理教授和在伊利诺伊的生物工艺学。 “它可以为化工想象、生物化子的想象和综合化使用对可移植的 microfluidics 设备实验室在筹码应用的。 他的研究小组的结果在先进的光学材料 (AOM高级材料的光学部分的就职编辑的封面文章上以为特色)。

Lycurgus 杯子是由罗曼创建的在 400 A.D. Made 的中一块二向色性的玻璃,著名杯子展览不同的颜色根据光是否穿过它; 红色,当点燃从后面和绿色,当点燃从在前线。 它也是启发的始发地光学现象的所有当代 nanoplasmonics 研究这研究的在金属表面 nanoscale 附近。

“此二向色性的作用通过包括周详地被研的金子的微小的比例取得,并且在玻璃的银尘土”,刘补充说。 “在我们的研究,我们创建 nanoscale Lycurgus 杯子的大区高密度一些使用一个透明塑料基体达到比色法感觉。 传感器包括大约一在一个列阵的十亿个纳诺杯子与子波长空缺数目和装饰用在侧面墙上的金属 nanoparticles,有相似的形状和属性,被显示的 Lycurgus 杯子在大英博物馆。 刘和他的小组由材料的非常特性比其他报告的 nanoplasmonic 设备特别地激发, 100 次更好产生区分。

比色法技术是主要有吸引力的由于他们的低成本,对耗费小的设备的使用,少量的需求信号换能硬件,并且首先,提供简单对了解结果。 比色法传感器可以为定性分析确定以及定量分析使用。 这个当前设计在也将启用新技术发展 DNA/protein 微阵列领域。

“我们标签自由的比色法传感器消灭有问题荧光标记的需要脱氧核糖核酸蛋白质分子,并且探测和目标分子的杂交从传感器的颜色更改被检测”,指明的 Manas Gartia,条款的第一个作者, “Colorimetrics : 使用纳诺 Lycurgus 杯列阵的比色法胞质基因共鸣想象”。 “我们的当前传感器要求一个光源和一台照相机完成感觉进程的脱氧核糖核酸。 这开辟开发价格合理,简单和敏感移动基于电话的脱氧核糖核酸微阵列探测器的可能性在不久的将来中。 由于其低成本、简单在设计和高区分,我们想象对设备脱氧核糖核酸微阵列的,治疗抗体审查药物发现的和病原生物检测的广泛的使用在资源匮乏的设置”。

Gartia 解释使用子波长漏洞列阵的轻问题交往提升有趣光学现象例如斡旋的表面胞质基因 (SPPs) polaritons 提高了光学传输 (EOT)。 在 EOT 的情况下,更多比期望的相当数量光可以通过在否则不透明的金属薄膜的 nanoholes 传输。 因为稀薄金属膜有称是受极小量周围的 (SPR)材料的影响的表面胞质基因共鸣的特殊光学性能,这样设备使用了作为 biosensing 的应用。

根据研究员,大多早先研究主要着重操作的飞机二维 (第 2 个) EOT 结构例如调整井径、形状或者距离漏洞之间。 另外,大多早先研究与仅平直的漏洞有关。 这里, EOT 主要由 SPPs 斡旋,限制区分和优值可获得从这样设备。

“我们的当前设计使用 3D 子波长逐渐变细的定期漏洞列阵 plasmonic 结构。 与 SPP 斡旋的 EOT 对比,这个提出的结构依靠局限化的表面胞质基因 (LSP)斡旋的 EOT”, Gartia 说。 “LSPs 的好处是改进的传输在不同的波长和用不同的散射属性可以通过控制 3D 漏洞的范围、形状和材料调整。 逐渐变细的几何将集中和绝热集中光子对子波长 plasmonic 结构在底层,导致 EOT 的大局部电场和改进。

“第二 3D plasmonic 结构支持的局限化的共鸣通过控制漏洞的形状将启用宽频调整光学传输、范围和期间以及金属微粒的形状、范围和期间装饰在侧面墙。 换句话说,我们将有在调整传感器的共鸣波长的更多可调性”。

来源: 伊利诺伊大学工程学院

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