 Простой способ обнаружения ДНК, а также потенциальных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, возможно, скоро будет в пределах досягаемости - благодаря работе команды исследователей в Японии. Они создали фотонно-кристаллический нанолазерный биодатчик, способного обнаруживать адсорбцию биомолекул на основе сдвига длины волны лазера.
Что не менее впечатляет, нанолазерный биодатчик позволяет обнаруживать поверхностный заряд от его интенсивности лазерного излучения, который, в свою очередь, также может быть использован, чтобы ощущать адсорбцию биомолекул. Использования интенсивности лазерного излучения для обнаружения биомолекул потенциально дешевле, чем флуоресцентные методы мечения или спектроскопии, обычно используемых в биодатчиках, потому что это простая процедура.
Когда ученые впервые изложили исследования фотонно-кристаллического нанолазерного датчикв, они не были сосредоточены на интенсивности лазерного излучения, так как оно чувствительно к качеству изготовленного лазера и, откровенно говоря, они не ожидали, что он мог показать сигналы зондирования.
Команда была удивлена этими результатами, которые они обнаружили при нанесении защитной пленку из тонкого диоксида циркония (ZrO2) на устройстве с помощью осаждения атомных слоев и последующего зондирования в жидкостях с высоким или низким рН и жидкостям, содержащим заряженные полимеры. Покрытие было необходимо защитить от повреждений нанолазера и нежелательного дрейфа волны.
Нанолазерное устройство может ощущать поверхностный заряд, потому что поверхностный заряд изменяет уровень заполняемости электронов на поверхностных состояниях в полупроводнике нанолазера. Это изменяет эффективность излучения полупроводника.
Пока что работа команды является первым доклад обнаружения поверхностных зарядов с использованием таких фотонных сенсоров. Это позволяет обнаруживать адсорбции биомолекул из нанолазерного биодатчика как с точки зрения длины волны, так и интенсивности. Поскольку он включает в себя различные физические параметры, исследователи могут изучать детали биомолекул.
Кроме того, устройство позволяет обнаруживать адсорбцию путем измерения только его интенсивности, которая является существенным преимуществом по сравнению с обычными методами.
Один обычный способ биообнаружения опирается на флуоресцентные метки, которые функционализованы для биомолекул заранее. Исследователи могут легко увидеть целевых биомолекулы с помощью фотовозбуждения, которое де-факто является стандартным методом, используемом сегодня в биологической науке и медицинских диагнозах. Недостаток? Процесс функционализации из флуоресцентных меток является дорогостоящим.
По этой причине многие исследовательские группы разработали свободные от этикеток методы, которые используют резонанс в оптических резонаторах и плазмонных состояниях. Тем не менее, они требуют спектрального анализа с использованием спектроскопии длины волны или резонансного оптического угла - также дорогого метода.
Напротив, нанолазерный биодатчик не нуждается ни в этикетке или спектрометре, если он используют изменение интенсивности. Это значительно упрощает обнаружение, что они уже продемонстрировали в случае ДНК.
|
