В Бостонском университете (США) разработан новый тип датчика для обнаружения вирусов.

Основой его конструкции служит плёнка благородного металла (к примеру, золота) с проделанными в ней 200–350-нанометровыми отверстиями, отстоящими друг от друга на 500–800 нм. Такие массивы отверстий, по своим размерам уступающих длине волны видимого света, позволяют наблюдать явление «экстраординарного пропускания света», суть которого заключается в резком росте пропускания в некоем диапазоне частот. Объяснить этот рост в рамках классической теории, сформулированной в сороковых годах прошлого века Гансом Альбрехтом Бете, невозможно.

Для описания эффекта физики привлекают понятие поверхностного плазмон-поляритонного резонанса. Работа датчика построена на том, что соответствующая резонансная длина волны зависит от эффективной диэлектрической проницаемости среды. Связанный с последней эффективный показатель преломления изменяется при попадании патогенов на поверхность датчика, а учёные регистрируют следующий за этим сдвиг резонанса.

Различные противовирусные иммуноглобулины можно использовать для захватывания тех или иных видов вирусов. В экспериментах авторов датчик успешно обнаруживал и распознавал вирусы везикулярного стоматита, Эбола и вакцинии.

Рис. 1. Схема датчика и пример полезного сигнала — сдвига резонанса при обнаружении вируса везикулярного стоматита (иллюстрация Hatice Altug Research Group, Boston University).

Наша методика даёт возможность проводить измерения в совершенно обычных условиях, сохраняя при этом высокие скорость и чувствительность, — перечисляет достоинства датчика один из его авторов Ахмет Яник (Ahmet Yanik). — Она подходит для обнаружения патогенов в биологических средах (крови, сыворотке), не требует длительной подготовки образцов и позволяет оценивать концентрацию вируса. Кроме того, её можно приспособить для регистрации бактерий, спор и токсинов».

В настоящее время исследователи готовят портативный вариант датчика и экспериментируют с другими видами вирусов.

Результаты исследований опубликованы в статье:

Ahmet A. Yanik, Min Huang, Osami Kamohara, Alp Artar, Thomas W. Geisbert, John H. Connor, and Hatice Altug An Optofluidic Nanoplasmonic Biosensor for Direct Detection of Live Viruses from Biological Media. – Nano Lett., Article ASAP DOI: 10.1021/nl103025u; Publication Date (Web): November 5, 2010.

По материалам:

Подготовлено по материалам: