نانولوله‌های نقره در تست‌های تشخیصی نور ساطع می‌کنند

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو، علم پلاسمونیک یکی از حوزه‌های علمی بسیار مورد توجه است که در آن، مشکلات ساخت و پدیده‌هایی که به جلوگیری از فشرده‌سازی بیشتر ساختار‌های مدارات الکترونیک نوری منجر می‌شود، توسط علم پلاسمونیک بررسی می‌شود. درواقع علم پلاسمونیک به علم نانوساختار‌های متشکل از فلز و دی‌الکتریک اتلاق می‌شود که ابعاد آن‌ها زیر طول موج تحریکی قرار دارد. پلاسمونیک بر اساس فرآیند برهم‌کنش بین امواج الکترومغناطیسی و الکترون‌های رسانش در فلزات با ابعاد نانو بیان می‌شود.

زمانی که مولکول‌های فلورسنت (مولکول‌هایی که به دلیل ویژگی شیمیایی‌شان خاصیت تابناکی دارند) بین یکی از نانولوله‌های نقره و یک سطح فلز ساندویچ می‌شوند، تعامل بین میدان‌های الکترومغناطیسی آن‌ها باعث می‌شود که مولکول‌ها به شدت از خودشان نور ساطع کنند.

مهندسان زیست پزشکی در آزمایش‌های تشخیصی در مایعات زیستی مثل خون، به دنبال نشانگر‌های ویژه‌ای با نام نقطه‌های تست مراقبت می‌گردند که بیشتر آن‌ها نشانگر‌های زیستی فلورسنت هستند. دیدن این نور ضعیف در یک آزمایش نیاز به تجهیزات گران قیمت و حجیم دارد. به همین دلیل دانشمندان دانشگاه دوک تصمیم گرفتند که از پلاسمونیک برای بیشتر کردن میزان درخشندگی مولکو‌ل‌های فلورسنت استفاده کنند.

دانشمندان پلت‌فرم تشخیصی فوق‌العاده حساس خود را D۴ Assay نامگذاری کرده‌اند و روی یک فیلم نازک از طلا، نانولوله‌های نقره پلاسمونیک را قرار دادند. این پلت‌فرم با یک لایه نازک از پلیمر پوشیده شد که مانع چسبیدن هر چیزی به سطح طلا می‌شود. محققان سپس از یک پرینتر جوهر افشان برای وصل کردن دو گروه از مولکول‌هایی که به نشانگر‌های زیستی برای آشکارسازی چفت شده‌اند، استفاده کردند.

مجموعه‌ای از این مولکول‌ها به طور دائم به سطح طلا چسبیده بودند و بخشی از نشانگر‌های زیستی را جذب می‌کردند. گروه دیگر زمانی که تست شروع شد، از روی سطح شسته شدند و خودشان را به بخش نشانگر زیستی چسباندند و زمانی که هدف خود را پیدا کردند، شروع به چشمک زدن کردند.

بعد از چند دقیقه که واکنش‌ها انجام شد، بقیه نمونه‌ها نیز شسته شدند و تنها مولکول‌هایی باقی ماندند که خود را به نشانگر‌های زیستی چسبانده بودند و مانند چراغ‌های فلورسنت که به کف طلا چسبیده بودند، شناور شدند. در واقع پوشش پلیمر به دانشمندان امکان داد تا ضمن حفظ ساختار ساده این طرح، تمام ابزار‌های مورد نیازشان را روی تراشه ذخیره کنند.  دانشمندان با این روش توانستند میزان تابناکی نشانگر‌های زیستی را تا ۱۵۰ برابر افزایش دهند.