Wykrywanie nanocząsteczkowych zaburzeń fali
Ostatnie postępy zaowocowały odkryciem właściwości mikroskopii powierzchniowego rezonansu plazmonów (SPR), pozwalających wykrywać obiekty o wielkości podfalowej. Naukowcy pracujący nad finansowanym przez UE projektem NANODETECTOR ("Ultrasensitive plasmonic detection of single nanoparticles") opierają się na tym dokonanym przez jednego z partnerów odkryciu. Ultraczułe urządzenie detekcyjne działające w czasie pracy wykorzystuje zakłócenia w propagacji powierzchniowego plazmonu, polaritonu, przez małe cząsteczki, przylegające do powierzchni sensora. Propagacja ta jest swoistym typem fali elektromagnetycznej. Prace rozwojowe nad systemem pomiarowym przyspieszono po odkryciu przez zespół, wkrótce po rozpoczęciu projektu, zapotrzebowania na dostosowane do potrzeb optyczne i elektryczne instrumenty i komponenty. Są one niezbędne do osiągnięcia celów. System, zaprojektowany do rejestrowania obrazów o bardzo niskim poziomie szumu, wciąż charakteryzuje się bardzo wysoką rozdzielczością. Naukowcy opracowali oprogramowanie służące do analizy obrazów, w celu rozpoznawania zmodyfikowanych nanocząsteczek i oceny ilościowej generowanych sygnałów. Graficzny interfejs użytkownika umożliwia operatorowi wprowadzanie i modyfikację parametrów, wybór metod numerycznych poprawy jakości obrazu oraz wykrywanie cząsteczek i wizualizację wyników. Naukowcy optymalizują proces przygotowawczy bardzo cienkich plazmonowych warstw złota na szklanych podłożach, co ma kluczowe znaczenie dla czułości i wydajności. Dodatkowo, opracowano powierzchnie zdolne do selektywnego wiązania nanocząsteczek białka, zbadano różnice wymagań co do wykrywania nanocząsteczek białka w porównaniu z wykrywaniem molekuł białka oraz przestudiowano wiązania nanocząsteczek nieorganicznych. Prace doświadczalne są uzupełniane teoretycznymi analizami sygnałów SPR generowanych przez nanocząsteczki. Projekt NANODETECTOR jest na dobrej drodze do opracowania urządzenia wykrywającego w czasie rzeczywistym pojedyncze zmodyfikowane nanocząsteczki, co umożliwi monitorowanie środowiska pracy i odpadów produkcyjnych. Przewiduje się, że dodatkowe, rozliczne zastosowania oraz opracowana technologia będą miały istotny wpływ na zdrowie i bezpieczeństwo ludzi oraz środowisko we wschodzącej erze nanotechnologii.
