Ученые Томского политехнического университета в составе международной команды исследователей разработали новый сенсор с двумя слоями наноразмерных пор. В экспериментах он показал эффективность в качестве сенсора для одного из допинговых веществ. Результаты исследования опубликованы в журнале Biosensors and Bioelectronics.
Материал, разработанный учеными, представляет собой тонкую пластину с порами, диаметр которых 20–30 нанометров. На них исследователи вырастили слой металлорганических каркасов из ионов цинка и органических молекул. Каркас с порами около трех нанометров играет роль ловушки для молекул, которые необходимо обнаружить.
«Этот сенсор может работать с хиральными, или «зеркальными», молекулами. Таких веществ много среди лекарств, биологически активных соединений. Их особенность в том, что они состоят из пары энантиомеров — это, по сути, одинаковые молекулы с одинаковой структурой и физическими свойствами, но они являются зеркальными отражениями друг друга. Из-за этого отличия энантиомеры могут оказывать разный биологический эффект, вплоть до того, что один может быть полезным, а второй наносить вред. Сложность в том, что в биологической пробе нужно уметь детектировать оба энантиомера. Наша научная группа специализируется на создании хиральных сенсоров, работающих на эффекте плазмонного резонанса. Здесь у нас уже есть целый спектр интересных эффективных материалов-сенсоров, но в этой работе мы предложили совершенно новую структуру», — рассказывает соавтор исследования, доцент Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Павел Постников.
Если на этот материал направить свет, на поверхности золотой пористой пленки возникает эффект плазмонного резонанса, который и является источником аналитического сигнала, по нему можно определить, что за вещество «поймано» металлорганическим каркасом и в каком объеме. Вся процедура анализа занимает менее пяти минут.
Чувствительность сенсоров исследователи проверяли не только на модельных растворах, но и на плазме и сыворотке крови, в которые было добавлено допинговое вещество. В экспериментах были задействованы два сенсора: каждый отвечал за определение конкретного энантиомера этого вещества. Стандартные методы для определения хиральных соединений, такие как хроматография, дорогостоящие и требуют сложного оборудования, навыков работы на нем. Новые же сенсоры подходят для портативных рамановских спектрометров, которые значительно дешевле и проще в использовании.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
