具有可控潤濕性的表面用于捕獲和識別痕量濃度的分子

來自遠(yuǎn)東聯(lián)邦大學(xué)(FEFU)，俄羅斯科學(xué)院和斯威本科技大學(xué)(澳大利亞)的國際物理學(xué)家組織開發(fā)了一種超低濃度有機(jī)和非有機(jī)分子的捕集和化學(xué)分析技術(shù)。這篇文章的特色是Nanoscale。

通過快速識別痕量濃度的危險和有毒物質(zhì)，癌癥標(biāo)記物和病原微生物的代謝物，這一發(fā)現(xiàn)為微生物學(xué)，醫(yī)學(xué)，化學(xué)和生物化學(xué)提供了更高效的解決方案。

該團(tuán)隊使用聚四氟乙烯作為基質(zhì)，創(chuàng)建了一個特殊的濃縮器平臺，可以使分子濃度增加百萬倍。該技術(shù)將高級生化分析所需的時間從幾天縮短到幾小時。

“濃縮器的關(guān)鍵元素是微超和納米結(jié)構(gòu)的超親水(吸水)捕集阱，被超疏水(防水)區(qū)域包圍，”工程學(xué)院納米技術(shù)研究與教育中心研究員Alexey Zhizhchenko解釋道。，F(xiàn)EFU。“在我們的濃縮器中，普通的液滴起到了一個容器的作用，可以控制目標(biāo)分子向超親水陷阱的傳輸。通過在蒸發(fā)過程中控制液滴的大小和位置，可以實(shí)現(xiàn)這種傳輸。通過定制和優(yōu)化基材的潤濕性能，高達(dá)97%的目標(biāo)分子然后定位在小陷阱上，并且它們的濃度與初始值相比增加了100多萬倍。這導(dǎo)致捕獲分子的光學(xué)響應(yīng)的??顯著增強(qiáng)。通過將此特征與捕集阱的高靈敏度化學(xué)檢測特性相結(jié)合，科學(xué)家能夠檢測和識別目標(biāo)物質(zhì)，即使液滴中只有幾百個分子。此外，濃縮器設(shè)計的進(jìn)一步優(yōu)化可潛在地導(dǎo)致單分子檢測。

通過在具有超短脈沖的Teflon襯底上直接激光記錄來制造聚光器平臺。該過程不需要緊密的激光聚焦，因此只需幾分鐘即可完成。該技術(shù)用途廣泛，相對便宜，可用于制造新一代的生物傳感器平臺，用于高度準(zhǔn)確和靈敏的化學(xué)分析。

今年早些時候，作為國際科學(xué)家工作組的一部分，同一研究小組開發(fā)了一種使用黑色硅基板平臺識別痕量物質(zhì)濃度的技術(shù)。由于其特定的形態(tài)，黑硅放大了拉曼信號 - 被分析的分子散射的光 - 并且由于其非侵入性而不會扭曲光譜結(jié)果，這意味著它不會與所討論的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。

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