Nanostrukturyzacja zwiększa czułość biosensorów
Bioczujnik optyczny można w uproszczeniu zdefiniować jako urządzenie zawierające biologiczne elementy rozpoznawcze lub receptory, które mają bezpośredni kontakt z przetwornikiem zamieniającym sygnał biologiczny na elektryczny. Jego działanie zazwyczaj polega na pomiarze zmian współczynnika załamania światła dostarczających informacji na temat liczby cząsteczek próbki związanych z cząsteczkami receptora na powierzchni czujnika. W ramach projektu NANOSTRBIOSENS (Nanostructured alumina waveguides for dual-output biosensing: Stress induced fabrication and characterization) rozszerzono możliwości wykrywania poprzez dodanie pomiaru rozpraszania światła, który pozwala uzyskać dodatkowe informacje na temat organizacji cząsteczek. Naukowcy opracowali nanostrukturalne falowody jednomodowe z dwoma wyjściami czujników, wykorzystując efekty całkowitego odbicia wewnętrznego (TIR) i powierzchniowo wzmocnionej spektroskopii ramanowskiej (SERS). Nowe falowody potrafią wzbudzać wielopowierzchniowe mody fal plazmonicznych. Uczeni zbudowali nanostrukturalne falowody wykonane z cienkiej warstwy tlenku glinu powleczonej złotem lub srebrem, powleczone złotem i srebrem, przypominające rozetkę nanostruktury powierzchniowe oraz porowate anodowe falowody plazmoniczne z tlenku glinu i glinu. Zespół wykorzystał także dwie różne niedrogie metody nanostrukturyzacji: procesy hydrotermalne i anodyzację. Wielowarstwowe i nanostrukturalne falowody z tlenku glinu przetwarzają mody falowodowe w dodatkowe mody, a cienka warstwa detekcyjna wzmacnia czułość sensora w ośrodku wierzchnim. Warstwy te są tworzone przez gaz lub cząsteczki biologiczne wokół nanostruktur powierzchniowych. Dzięki dużej czułości w środowiskach gazowych, jak i ciekłych, nowo opracowane falowody mogą być stosowane jako chipy w komercyjnych bioczujnikach, na przykład mierzących stężenie glukozy we krwi.
Słowa kluczowe
Nanostrukturyzacja, bioczujnik, NANOSTRBIOSENS, falowody z tlenku glinu
