Светящиеся биочипы выявят заболевания сердца по следам молекул
Ученые Университета ИТМО представили оптические микрорезонаторы, которые не просто удерживают свет, а сами его генерируют. Эти сферы размером в пять микрометров — в 10 раз тоньше человеческого волоса — могут лечь в основу миниатюрных лазеров, биодатчиков и защитных меток для ювелирных изделий.
Проблема в том, что большинство существующих резонаторов требуют внешней «активации» мощным лазером, иначе они бесполезны. К тому же их материалы часто токсичны для живых тканей, что закрывает им путь в медицину.
Авторы взяли стандартные полистирольные микросферы и покрыли их люминофорами двух типов: нанокристаллами из серебра, индия и серы, а также углеродными точками. Сверху добавили два слоя: полимер (изолятор, чтобы золото не гасило свечение кристаллов) и золотые наночастицы, которые работают как антенна, усиливающая испускаемый свет.
В итоге ученые получили материал, повышающий чувствительность рамановской спектроскопии — метода анализа смесей — более чем в 10 тыс. раз. Это позволяет «увидеть» минимальные концентрации нужных молекул даже в сложных средах: в крови, воде, продуктах нефтепереработки.
«В будущем мы планируем совместить проведенные ранее исследования и на основе этих результатов создать структуру типа «лаборатория на чипе» с возможностью параллельного детектирования. Также мы проанализируем устойчивость гибридных структур в жидких средах, их отклик на сложные мультикомпонентные пробы, определим пределы обнаружения и избирательность на модельных соединениях для различных архитектур микросфер», — рассказал руководитель проекта, заведующий лабораторией Международного научно-образовательного центра физики наноструктур Университета ИТМО Кирилл Богданов.
Сфера сияния: светящиеся биочипы выявят болезни по следам молекул
