Исследователи из Clarkson University разработали метод получения самых ярких на сегодняшний день флуоресцирующих частиц.

Большое число органических флуоресцирующих молекул можно физически связать в нанопористой матрице микрочастиц SiO₂. В результате происходит усиление флуоресценции материала в 170 раз по сравнению с обычными частицами такого же размера. Предыдущий рекорд был поставлен при использовании квантовых точек.

Во время флуоресценции происходит возбуждение молекул вещества внешним источником энергии и последующее испускание света с длиной волны, соответствующей разнице в энергиях между возбужденным и основным состоянием. Это явление находит множество применений, например, для идентификации объектов – на основе частиц различных цветов можно формировать метки, подобные штрих-коду. Доступные сегодня красители уже позволяют составлять около 10¹⁴ комбинаций. Если частицы достаточно яркие, то каждая из них может выступать в роли кодирующего элемента. Также такие частицы могут быть использованы для визуализации потоков жидкостей или газов. Распылив такие частицы, можно легко следить за их перемещением.

Рис. 1. Смесь частиц из нанопористого SiO₂, заполненного разноцветными красителями

Перспективным представляется изготовление сенсоров на основе таких частиц. Их уже удалось научить изменять окраску при варьировании температуры. Ученые верят, что возможно создать частицы, способные реагировать сразу на множество факторов – температуру, кислотность, ионы металлов и т.п.

Также команда работает над уменьшением размеров самих частиц. Наноразмерные флуоресцирующие частицы, несомненно, будут очень полезны в биологии. Например, можно изготовить частицы, «прилипающие» к различным биомолекулам внутри клетки, а потом за ними наблюдать. Такие флуоресцентные метки помогут увидеть заболевшие клетки и, возможно, даже точно определить причину заболевания и последствия.