Медицинские сенсоры улучшаются с помощью дырявых наноструктур золота

Теперь Пинг Бай из Института высокопроизводительных вычислений A * STAR, Сингапур, и его сотрудники разработали быстрый и недорогой способ изготовления массивов золотых наноотверстий. Исследователи показали, что сенсорные чипы, построенные с использованием этих наноструктур, могут точно обнаруживать связанные с раком молекулы в крови и достаточно малы, чтобы их можно было использовать в портативных медицинских устройствах.Массивы наноотверстий сконструированы таким образом, что падающий свет с определенной длиной волны будет вызывать крупномасштабные колебания золотых электронов, известные как локализованный поверхностный плазмонный резонанс (ППР). Локализованный SPR фокусирует поглощенную световую энергию для усиления флуоресценции (см.

Изображение).«Коммерческие системы SPR уже используются в больничных лабораториях, но они громоздки и дороги», — говорит Бай. «Мы хотели бы разработать небольшие портативные устройства для клинического использования на месте.

Это требует локализованного SPR, для которого нам нужны массивы наноотверстий».Раньше массивы наноотверстий создавались с помощью электронно-лучевой литографии (ЭЛС), что было дорогостоящим и требовало много времени. Бай и его сотрудники использовали EBL для создания никелевой формы, а затем использовали эту форму для печати рисунков нанотверстий на фоторезистивном материале.

Исследователи создали наноструктуры путем напыления золота на узорчатую структуру перед снятием фоторезиста. Поскольку никелевую форму можно использовать многократно, этот метод, называемый нано-импринтингом, позволяет производить большое количество массивов нанотверстий из золота.«Мы изготовили массивы из наноотверстий площадью 140 квадратных нанометров с очень небольшим количеством дефектов», — говорит Бай. В качестве первой демонстрации исследователи показали, что сенсорный чип, сделанный из их массивов нанотверстий, может обнаруживать антигены рака простаты в крови и был в десять раз более чувствительным, чем идентичное устройство, в котором использовалась золотая пленка без нанотверстий.

Как отмечает Бай, оптимизация конструкции микросхемы еще больше повысит чувствительность.Команда считает, что эти чипы можно использовать в дешевых и портативных устройствах для быстрой диагностики таких заболеваний, как лихорадка денге. «Микрожидкостный картридж, созданный с использованием наших массивов нанотверстий, размером с кредитную карту», ​​- говорит Бай. «В будущем мы надеемся создать детекторы, которые будут использовать очень простые источники света, такие как светодиоды, и простые детекторы, похожие на камеры смартфонов. Эти устройства найдут широкое применение в медицине и даже могут быть использованы для обнаружения загрязняющих веществ в продуктах питания и воде. или воздух ".

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.