Физики ДВФУ создали «ловушку для молекул» опасных веществ
14 ноября 2018 - Наука и инновации
Новая технология будет полезна в микробиологии, медицине, химии, биохимии и других сферах, где требуется быстро распознавать мельчайшие следы опасных и токсических веществ, маркеров онкологических заболеваний и метаболитов патогенных микроорганизмов.
Речь идет о специальной подложке-концентраторе, изготовленной на основе тефлоновых пластин. Использование такой «ловушки для молекул» позволяет в миллионы раз усилить концентрацию молекул искомых веществ и сократить время лабораторных исследований с нескольких дней до нескольких часов.
Примечательно, что в качестве контейнера для транспорта молекул распознаваемого вещества используется обычная капля жидкости. Она попадает на поверхность подложки, с помощью которой исследователь может управлять ее размером и положением. При этом удается повысить концентрацию молекул в капле в миллионы раз по сравнению с исходным значением и локализовать их на площадке размером всего несколько десятков микрометров — в точке, где сосредоточен высокочувствительный сенсор.
Алексей Жижченко объяснил, что благодаря специальной поверхности подложки в «ловушке» размером менее 100 микрометров удается собрать до 97% всех примесных молекул, содержащихся в капле. За счет этой локализации происходит многократное усиление оптического отклика от захваченных молекул, что позволяет распознавать примеси, даже если насчитывается всего нескольких сотен молекул вещества.
Новая подложка-концентратор изготавливается с помощью прямой лазерной записи на поверхности тефлоновых пластин с использованием импульсов сверхкороткой длительности. Процесс не требует острой фокусировки лазерного излучения и занимает всего несколько минут. Эта технология универсальна, стоит не дорого и перспективна для производства биосенсорных платформ нового поколения, предназначенных для высокоточного химического анализа.
«Достижения сотрудников центра «Нанотехнологии» ДВФУ — следствие реализации в университете приоритетного научного проекта «Материалы». Нам удалось собрать активную команду специалистов мирового уровня, значительную часть которой составляет молодежь, — отметил проректор ДВФУ по научной работе Кирилл Голохваст. — Проведение исследований такого уровня стало возможно благодаря недавно установленному новому фемтосекундному лазерному литографу, а также тесному сотрудничеству физиков ДВФУ и Института автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения РАН, работу которых курирует академик Юрий Кульчин».
Ранее в 2018 году этот же коллектив исследователей ДВФУ в составе международной группы разработал технологию определения мельчайших молекул вещества с помощью подложки из черного кремния. Благодаря особой морфологии черный кремний значительно усиливает сигнал комбинационного рассеяния анализируемых молекул и не искажает результаты спектроскопии.
Пресс-служба ДВФУ,
press@dvfu.ru
