_ Detectare în timp real a virușilor bolilor infecțioase prin căutarea amprentelor moleculare

O echipă de cercetare a conceput un „senzor spectroscopic de aur nanogap de bandă largă” folosind un material flexibil capabil să se îndoaie pentru a crea un gol controlat. Cu tehnologia dezvoltată, este posibilă testarea rapidă a diferitelor tipuri de materiale, inclusiv virușii bolilor infecțioase, folosind doar un singur senzor nano-spectroscopic pentru a găsi amprente moleculare. Descoperirile cercetării au fost publicate în Nano Letters.

Apariția unor epidemii pandemice precum COVID-19 a subliniat necesitatea unor metode analitice rapide și precise pentru a se pregăti pentru potențialele epidemii viitoare de virus. Spectroscopia Raman, folosind nanostructuri de aur, oferă informații despre structura internă și proprietățile chimice ale materialelor prin analizarea vibrațiilor distincte ale moleculelor cunoscute sub numele de „amprente moleculare”, folosind lumină cu o sensibilitate remarcabilă. Prin urmare, ar putea juca un rol crucial în determinarea pozitivității unui virus.

Cu toate acestea, senzorii convenționali de spectroscopie Raman de înaltă sensibilitate detectează doar un tip de virus cu un singur dispozitiv, punând astfel limitări în ceea ce privește productivitatea , viteza de detectare și costul atunci când se iau în considerare aplicațiile clinice.

Echipa de cercetare, formată din profesorul Kyoung-Duck Park și Taeyoung Moon și Huitae Joo, Ph.D. candidații, de la Departamentul de Fizică de la Universitatea de Știință și Tehnologie Pohang (POSTECH), au fabricat cu succes o structură unidimensională la scară milimetrică, prezentând nanogauri de aur care găzduiește doar o singură moleculă cu o potrivire strânsă. Această evoluție permite detectarea spectroscopică Raman pe suprafețe mari, de înaltă sensibilitate. Mai mult, au integrat eficient materiale flexibile pe substratul senzorului spectroscopic nanogap de aur.

Echipa a dezvoltat, de asemenea, o tehnologie sursă pentru un senzor nano-spectral activ de bandă largă, permițând detectarea personalizată a unor substanțe specifice folosind un singur dispozitiv. , prin extinderea nanogapului la dimensiunea unui virus și ajustarea liberă a lățimii acestuia pentru a se potrivi cu dimensiunea și tipul de materiale, inclusiv viruși.

În plus, au îmbunătățit sensibilitatea și controlabilitatea senzorului prin combinarea opticii adaptive. tehnologie utilizată în domenii precum optica spațială, precum telescopul James Webb. În plus, au stabilit un model conceptual pentru extinderea structurii unidimensionale fabricate într-un senzor spectroscopic bidimensional, confirmând teoretic capacitatea de a amplifica semnalele spectroscopice Raman de până la câteva miliarde de ori. Cu alte cuvinte, devine posibil să se confirme pozitivitatea virușilor în timp real în câteva secunde, proces care anterior a durat zile pentru verificare.

Sunt așteptate realizările echipei de cercetare, aflate în așteptarea aprobării brevetului. pentru a fi utilizat pentru răspunsul rapid prin testare de înaltă sensibilitate în timp real în cazul unor boli infecțioase neașteptate, cum ar fi COVID-19, pentru a preveni răspândirea nediscriminată.

Taeyoung Moon, autorul principal al lucrării, a declarat , „Acest lucru nu numai că avansează cercetarea științifică de bază în identificarea proprietăților unice ale materialelor de la molecule la viruși, dar facilitează și aplicațiile practice, permițând detectarea rapidă a unui spectru larg de viruși în curs de dezvoltare folosind un singur senzor personalizat.”

(Fluierul)