توليد حسگر جديد براي تشخيص ويروس‌هاي بسيار کوچک

[azarafrooz 14,221]

محققان دانشگاه نيويورک با افزودن کره‌هاي نانومقياس طلا روي يک دانه ميکروسکوپي شيشه، يک ابرحسگر ساخته‌اند که مي‌تواند حضور حتي نمونه منفرد از کوچک‌ترين ويروس‌هاي شناخته شده را نيز تشخيص دهد. اين حسگر يک رفتار نوري بسيار عجيب از خود نشان مي‌دهد که به نام «حالت گالري نجوا» ناميده مي‌شود؛ اين نام از گالري دايره‌اي معروف در کليساي بزرگ سنت پل در لندن گرفته شده است که در آن کوچک‌ترين نجواي کنار ديوار را مي‌‌توان در تمام نقاط اطراف گالري شنيد.

 

مشابه همين حالت امواج نوري به شکل چرخشي درون دانه‌هاي شيشه‌اي کوچک فرستاده شده و با فرکانس خاصي نوسان مي‌کنند. همانگونه که يک شيء کوچک روي سيم ويولن مي‌تواند فرکانس ارتعاش آن را تغيير دهد (هرچند به مقدار بسيار کم)، قرار گرفتن يک ويروس بسيار کوچک روي اين حسگر فرکانس ارتعاش نور را عوض مي‌کند.

 

محققان با استفاده از حسگر اوليه شيشه‌اي توانستند ويروس بزرگي همچون آنفلوآنزا را شناسايي کنند، اما حساسيت اين حسگر در حدي نبود که بتواند ويروس‌هاي کوچکي همانند ويروس فلج اطفال را تشخيص دهد.

 

اين پژوهشگران توانستند با افزودن نانوکره‌هاي طلا به اين حسگر شيشه‌اي حساسيت آن را تا 70 برابر افزايش دهند؛ اين ذرات طلا نقاطي به‌نام «نقاط داغ پلاسمونيک» ايجاد مي‌کنند که در آن امواج نوري با امواج الکترون‌ها کوپل مي‌شوند. اين حسگر هيبريدي نه تنها توانست حضور ويروس MS2 را شناسايي کند (ويروس سبک در دنياي ويروس‌هاي RNA)، بلکه با اندازه‌گيري دقيق تغيير فرکانس نور، وزن ويروس را نيز تعيين کرد. با انجام تنظيمات کوچک مي‌تواند از اين حسگر در تشخيص پروتئين‌هاي منفرد استفاده کرد؛ از جمله اين پروتئين‌ها مي‌توان به نشانگرهاي زيستي سرطان اشاره کرد که مدت‌ها قبل از بروز علائم اين بيماري در خون ظاهر مي‌شوند.

 

نتايج اين تحقيق در مجله Applied Physics Letters منتشر شده است.