Nanopory do zastosowania w inżynierii biomolekularnej
Projekt ACTIVE NANOPORES (Active polymer-functionalized nanopores) poświęcony był opracowaniu nanoporów o stałej konstrukcji, umieszczonych w warstwach różnych materiałów w tym metali. Naukowcy stworzyli nanopory w cienkich warstwach złota o grubości od 20 do 50 nm oraz nieco grubszych systemach metal-izolator-metal. Wykorzystali nowy model teoretyczny, aby opisać właściwości optyczne nowego rodzaju nanostruktur, umieszczonych w kilku warstwach folii metalowych, między którymi znajdują się izolatory. Do detekcji optycznej oddziaływań zachodzących na ich powierzchniach wykorzystano plazmony powierzchniowe. Aby uzyskać funkcje podobne do tych obserwowanych w kompleksach porów kontrolujących cząsteczki przedostające się do jądra komórek eukariotycznych, uczeni przyłączyli miękkie materiały do powierzchni nanoporów. Szczególnie skuteczne w naśladowaniu systemów biologicznych okazały się polimery. Dzięki funkcjonalizacji nanoporów stworzono ten sam rodzaj selektywnych barier, który umożliwia przedostawanie się przez nie wyłącznie określonych cząsteczek, co otwiera drogę do zastosowania ich w filtracji i pułapkowaniu biomolekularnym. Badania przeprowadzone w projekcie ACTIVE NANOPORES wskazują na możliwości stworzenia metod uzyskiwania złożonych mieszanin cząsteczek biologicznych, takich jak białka. Co istotne, nanometrowe szczeliny otwierają się i zamykają pod wpływem sygnałów elektrycznych. Folie metalowe mogą być wykorzystywane jako elektrody, dające możliwość elektrycznego sterowania nanostrukturami, a także lokalnej zmiany temperatury i pH na ich powierzchni. Efektem projektu ACTIVE NANOPORES może być powstanie mikroskalowych platform analitycznych, a nawet zwiększenie dokładności bioczujników. Nanopory pozwalają na tworzenie powierzchni umożliwiających analizę oddziaływań cząsteczek w oparciu o spektroskopię optyczną i metody elektrochemiczne.
Słowa kluczowe
Nanopory, biomolekularne, ACTIVE NANOPORES, polimer, metal-izolator-metal
