Forskere rapporterer om revolutionerende sensorer, der er i stand til at detektere kræftfremkaldende fødevarer

Specialister ved National Research Nuclear University MEPhI og institutionelle samarbejdspartnere har foreslået et koncept med hypersensitive sensoriske transducere (Fourier nano-transducere), der drastisk kan revolutionere ultrasensitiv kontrol inden for biomedicin og en lang række andre sfærer. Resultaterne offentliggøres i Avancerede funktionelle materialer .

Fourier nano transducere er monolag arkitekturer af guld nanopartikler arrangeret på overfladen som nano-periodiske strukturer på en sådan måde, at deres belysning fører til en plasmonforstyrrelse (elektromagnetisk bundne kollektive resonanser af frie radikaler) i metalsystemet.

Disse transducere er i stand til at koncentrere det elektriske felt af en lysbølge i et supertyndt lag, således at indhente oplysninger om dets optiske egenskaber i form af specielt kodede korrelationer, eller forhold mellem lysbølgefaser, før det videre transmitteres i reflekterede eller diffrakterede lysstråler.

Dr. Andrei Kabashin, videnskabelig direktør for Institute of Engineering Physics for Biomedicine ved MEPhI National Research Nuclear University, sagde, "Sådan lysbølgefeltkoncentration, kodning, og faseinformationsovergang hjælper med at nå frem til et helt systems hidtil usete følsomhed over for ændringer i de optiske egenskaber af supertynde lag, inklusive atomlag af 2-D-materialer og molekylære lag af biomaterialer på overfladen af ​​biosensorer."

Ifølge Kabashin, overfølsomheden af ​​de foreslåede nano-transducere ses i den registrerede ferroelektriske effekt fra atomlaget af molybdændiselenid (MoS₂, alternativ til grafen). Forskerne siger, at sådan en lille effekt registreret fra atomlaget er uden fortilfælde, og indvarsler en helt ny æra for 2-D materialeforskning.

Et andet eksempel på en sådan overfølsomhed er en ny metode til at påvise antibiotikummet chloramphenicol, udbredt i medicin- og fødevareindustrien. Det er vigtigt at holde fuld kontrol over dets koncentration i fødevarer, da det fører til onkologiske sygdomme og cardio dysfunktioner i overskud.

Forskningen har vist, at Fourier nano-transformatorer øger chancerne for at opdage antibiotikumet tusind gange sammenlignet med andre metoder. De forudsiges at vise sig at være effektive på en række områder - f.eks. tidlige diagnoser af farlige sygdomme, samt ultrafølsom dopingkontrol, overvåge madkvaliteten og miljøforholdene.

I en parallel undersøgelse, forskergruppen, sammen med russiske videnskabsmænd fra Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences, kom med en unik måde at bruge siliciumnanopartikler til kræftdiagnostik. Som Dr. Kabashin forklarede, videnskabsmænd kan snart finde det muligt at "genoverveje problemet med bio-imaging for et af de mest lovende nanomaterialer."