Sølvatom -nanokluster kan blive effektive biosensorer

Forskere har nu formået at finde ud af, hvad der sker, når lys absorberes af ekstremt små nanoklynger af sølvatomer. Resultaterne kan have nyttig anvendelse i udviklingen af ​​biosensorer og i billeddannelse.

Ved at kombinere kemi og nanoteknologi, forskningsmiljøet i de senere år har udviklet en slags ekstremt små nanokluster, der kun består af få ædelmetalatomer bundet til et DNA -fragment. Sådanne komplekser er af stor interesse på grund af deres optiske egenskaber. De anses for at have et stort potentiale, for eksempel, i billeddannelsesapplikationer og udvikling af biosensorer. De fluorescerende mærker og biosensorer fremstillet af disse sølv -nanokluster kan bruges på en række forskellige områder, fra medicinsk diagnostik og medicinalindustrien.

Forskellige typer molekyler bruges i nutidens biosensorer og fluorescerende markører, men der er flere grunde til også at undersøge muligheden for at bruge nanoklynger af sølvatomer. En stor fordel ved disse nanokluster er, at de absorberer lys meget effektivt. En anden fordel er, at de ikke er giftige. Desuden, nanoklusterne er meget fotostabile, det er, de undergår ikke kemiske ændringer, når de udsættes for sollys.

"Vi ved virkelig meget lidt om disse nanokluster. Indtil videre har ingen har målt energiniveauet i dem ", siger Donatas Zigmantas, lektor ved Lunds Universitet i Sverige.

I en ny undersøgelse, han og hans kollega Erling Thyrhaug, sammen med forskere fra Københavns Universitet, har derfor undersøgt nanokluster bestående af 20 sølvatomer. For første gang, det lykkedes forskerne at måle de nøjagtige energiniveauer og identificerede, at den ultrahurtige energistrøm er forbundet med de strukturelle ændringer, der opstår, når lys ophidser disse nanokluster. Processen er ubeskriveligt hurtig. Det sker på mindre end en milliontedel af en milliontedel af et sekund.

"I vores undersøgelse, vi viser, hvordan afslapningen af ​​det ophidsede nanokluster gennem energiniveauerne er forbundet med atomernes bevægelser i nanoklyngen. Denne type dynamik er aldrig blevet vist før i et metal -nanokluster ", siger Donatas Zigmantas.

Resultaterne af den nuværende undersøgelse giver viden om de grundlæggende egenskaber ved den indre verden af ​​ædelmetal -nanokluster, som, ifølge forskerne, på lang sigt vil være nyttig i udviklingen af ​​produkter vedrørende både biosensorer og mikroskopi. Resultaterne kan også bidrage til en mere dybtgående forståelse af energioverførselsmekanismer, involverer bevægelser af både elektroner og kerner, som er afgørende for effektiv lysoptagelse af naturlige fotosyntetiske systemer såvel som solceller.