Los Investigadores crean la nueva herramienta ultrasensible para la substancia química, el análisis de la DNA y de la proteína

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

Utilizando las características ópticas primero demostradas por los Romanos antiguos, los investigadores en la Universidad de Illinois en el Urbana-Chamán han creado una herramienta para la substancia química, una DNA, y un análisis nuevos, ultrasensibles de la proteína.

“Con este dispositivo, la espectroscopia nanoplasmonic el detectar, se convierte en por primera vez el detectar colorimétrico, requiriendo solamente los aros descubiertos o fotografía en color visible ordinaria,” Logan explicado Liu, profesor adjunto de eléctrico y de la ingeniería informática y de la bioingeniería en Illinois. “Puede ser utilizado para la proyección de imagen química, la proyección de imagen biomolecular, y la integración a los dispositivos portátiles del microfluidics para las laboratorio-en-viruta-aplicaciones. Los Sus resultados del equipo de investigación fueron ofrecidos en el artículo de tapa de la edición inaugural de los Materiales Ópticos Avanzados (AOM, sección óptica de Materiales Avanzados).

La copa de Lycurgus fue creada por los Romanos en 400 A.D. Made de un cristal dicroico, los diversos colores de las piezas de convicción famosas de la copa dependiendo de independientemente de si la luz está pasando a través de ella; rojo cuando está encendido de detrás y verde cuando está encendido en de parte. Es también el origen de la inspiración para todo el estudio contemporáneo de la investigación- del nanoplasmonics de fenómenos ópticos en la vecindad del nanoscale de las superficies de metal.

“Este efecto dicroico fue logrado incluyendo proporciones minúsculas de oro minucioso esmerilado y polvo de la plata en el cristal,” Liu agregó. “En nuestra investigación, hemos creado un arsenal de alta densidad de la área extensa de una copa de Lycurgus del nanoscale usando un substrato plástico transparente para lograr detectar colorimétrico. El sensor consiste en cerca de un mil millones copas nanas en un arsenal con la apertura de la sub-longitud de onda y adornado con los nanoparticles del metal en las paredes laterales, teniendo dimensión de una variable y propiedades similares como las copas de Lycurgus visualizadas en un museo Británico. Las características extraordinarias del material excitaron a Liu y a sus personas determinado, rindiendo sensibilidad de 100 veces mejor que cualquier otro dispositivo nanoplasmonic señalado.

Las técnicas Colorimétricas son principal atractivas debido a su bajo costo, uso del equipo barato, requisito menos dotación física de la transducción de la señal, y sobre todo, proporcionando simple-a-entienda los resultados. El sensor Colorimétrico se puede utilizar para la identificación analítica cualitativa así como el análisis cuantitativo. El diseño actual también activará el revelado de nueva tecnología en el campo del microarray de DNA/protein.

“Nuestro sensor colorimétrico escritura de la etiqueta-libre elimina la necesidad de marcar con etiqueta problemático de la fluorescencia de las moléculas de proteína de la DNA, y el hibridación de la molécula de la antena y de la meta se detecta del cambio del color del sensor,” Manas declarado Gartia, primer autor del artículo, “Colorimetrics: Proyección De Imagen Colorimétrica de la Resonancia del Plasmón Usando Matrices Nanas de la Copa de Lycurgus.” “Nuestro sensor actual requiere apenas una fuente de luz y una cámara terminar la DNA que detecta proceso. Esto abre la posibilidad del detector teléfono-basado movible asequible, simple y sensible el convertirse de la DNA del microarray en futuro próximo. Debido a su bajo costo, a la simplicidad en diseño, y a la alta sensibilidad, consideramos el uso extenso del dispositivo para los microarrays de la DNA, de la investigación terapéutica del anticuerpo para el descubrimiento de la droga, y de la detección el patógeno en la configuración pobre del recurso.”

Gartia explicó que la acción recíproca de la luz-materia usando matrices del agujero de la sub-longitud de onda da lugar a fenómenos ópticos interesantes tales como polaritons superficiales del plasmón (SPPs) mediados aumentó la transmisión óptica (EOT). En caso del EOT, la cantidad más que prevista de luz se puede transmitir a través de nanoholes en las películas finas del metal de otra manera opaco. Puesto Que el de película metálica fino tiene propiedad óptica especial llamada la resonancia superficial del plasmón (SPR) que es afectada por los materiales circundantes de la cantidad minúscula, tal dispositivo se ha utilizado como aplicaciones biosensing.

Según los investigadores, la mayor parte de los estudios anteriores se han centrado principal en estructuras bidimensionales de manipulación del EOT del en-avión (las 2.as) tales como sintonización del diámetro de agujero, de la dimensión de una variable, o de la distancia entre los agujeros. Además, la mayor parte de los estudios anteriores se refieren a los agujeros derechos solamente. Aquí, el EOT es mediado principal por el SPPs, que limita la sensibilidad y la figura de los méritos obtenibles de tales dispositivos.

“Nuestro diseño actual emplea la estructura plasmonic graduada sub-longitud de onda del arsenal periódico del agujero 3D. En contraste con el EOT mediado los SPP, la estructura propuesta confía en el EOT mediado el Plasmón (LSP) Superficial Localizado,” Gartia dijo. “La ventaja de LSPs es que la transmisión aumentada en diversas longitudes de onda y con diversas propiedades de la dispersión puede ser sintonizada controlando la talla, la dimensión de una variable, y los materiales de los agujeros 3D. La geometría graduada concentrará y adiabático centrará los fotones conectado a la estructura plasmonic de la sub-longitud de onda en la parte inferior, llevando al campo eléctrico y al aumento locales grandes del EOT.

“En Segundo Lugar la resonancia localizada utilizada por la estructura plasmonic 3D activará la sintonización de banda ancha de la transmisión óptica con controlar la dimensión de una variable, la talla, y el período de agujeros así como la dimensión de una variable, la talla, y el período de las partículas metálicas adornadas en las paredes laterales. Es decir tendremos más controlabilidad sobre la sintonización de las longitudes de onda de la resonancia del sensor.”

Fuente: Universidad de Universidad de Illinois de la Ingeniería

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