Störungen in Form von Nanopartikelwellen erkennen
Kürzlich wurde aufgezeigt, dass mit Oberflächenplasmonenresonanzmikroskopie Gegenstände im Subwellenlängenbereich erkannt werden können. Wissenschaftler des EU-finanzierten Projekts "Ultrasensitive plasmonic detection of single nanoparticles" (NANODETECTOR) bauen auf diese Entdeckung, die einer der Projektpartner gemacht hat. Das ultraempfindliche Online-Erkennungsgerät misst anhand kleiner Partikel, die an der Sensoroberfläche haften, die Störung in der Verbreitung der Oberflächenplasmonen-Polaritonen, einer besonderen Art der elektromagnetischen Welle. Die Entwicklungsarbeit am Messsystem wurde intensiviert, da das Team schnell den Bedarf nach maßgeschneiderten optischen und elektrischen Instrumenten und Komponenten erkannt hat, wenn die Projektziele erreicht werden sollen. Das System wurde so entworfen, dass es extrem geräuscharm Bilder aufnimmt, weist jedoch noch eine sehr hohe Pixelauflösung auf. Forscher haben die Software für Bildanalysen entwickelt, um künstlich hergestellte Nanopartikel zu erkennen und die von ihnen erzeugten Signale zu quantifizieren. Über eine graphische Benutzeroberfläche kann der Bediener Parameter eingeben und ändern, die numerischen Methoden, die für die Bildverbesserung und Partikelerkennung verwendet werden, auswählen und die Darstellung der Ausgabeergebnisse einstellen. Wissenschaftler optimieren die Vorbereitung der äußerst dünnen plasmonischen Goldschichten auf Glassubstraten, die für die Empfindlichkeit und Leistung wichtig sind. Außerdem haben sie Oberflächen zur selektiven Bindung von Protein-Nanopartikeln entwickelt, Unterschiede bei den Anforderungen für die Erkennung von Protein-Nanopartikeln im Vergleich zu Molekülproteinen und die Bindung anorganischer Nanopartikel untersucht. Die Versuche werden durch theoretische Analysen von Oberflächenplasmonenresonanzsignalen ergänzt, die von Nanopartikel erzeugt werden. NANODETECTOR befindet sich auf dem Weg, ein Echtzeitgerät für die Erkennung einzelner künstlich hergestellter Nanopartikel zu entwickeln, mit dem die Arbeitsplatzumgebung und die Produktionsabfälle überwacht werden können. Es gibt zahlreiche weitere Anwendungsmöglichkeiten und man geht davon aus, dass die Technologie sich im neuen Zeitalter der Nanotechnologie erheblich auf die Gesundheit und Sicherheit von Personen und die Umwelt auswirkt.
