Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

Niedroga, zaawansowana technologia optyczna o szerokiej gamie zastosowań

Naukowcy opracowali nową platformę optyczną typu "lab-on-a-chip", której zadaniem jest precyzyjne wykrywanie zmian konformacyjnych w DNA. Technologia, na której oparta jest ta platforma, może też znaleźć zastosowanie w wielu innych dziedzinach optyki.
Niedroga, zaawansowana technologia optyczna o szerokiej gamie zastosowań
Do interpretacji kodu DNA, wraz z kodowanymi białkami i czasem ekspresji, potrzebna jest znajomość oddziaływania DNA z innymi cząsteczkami, związanego ze szczegółami jego budowy. Poszukiwania metody analizy "label-free" dynamiki fizycznej DNA były inspiracją dla powstania finansowanego ze środków UE projektu DNA-DAR ("DNA sensor in polymer photonic crystal band-edge lasers with integrated nanochannels").

Uczeni stworzyli polimerową mikrocieczową platformę lab-on-a-chip, wykorzystującą dwie innowacyjne i bardzo czułe techniki optyczne kompatybilne z nanokanalikami cieczowymi. Pierwsza z nich oparta jest na kryształach fotonicznych, nowych okresowych strukturach pasma wzbronionego, uniemożliwiających propagację określonych częstotliwości fal świetlnych i pozwalających na uzyskanie niezwykle dokładnej kontroli oraz efektów nieosiągalnych dla konwencjonalnej optyki. Druga natomiast wykorzystuje plazmoniczne rowki klinowe, będące ukształtowanymi klinowo falowodami o nowych właściwościach optycznych.

Plazmoniczne rowki klinowe tworzą nanokanaliki, uzyskiwane przy pomocy niedrogiej techniki nanostemplowania. Rowki te umożliwiły badanie cząsteczek biologicznych, zarówno dzięki możliwości ich chwytania, jak i wywoływania u nich zmian konformacyjnych. Dzięki temu można było zaobserwować nowe szczegóły oraz uzyskać efekty optyczne znacznie poprawiające czułość detekcji.

Badacze uczestniczący w projekcie DNA-DAR wykorzystali kryształy fotoniczne do monitorowania niewielkich zmian współczynnika załamania (RI) cząsteczki DNA przechodzącej przez nanokanaliki. Dzięki dwóm nowym rozwiązaniom technicznym udało się znacznie zwiększyć czułość kryształów fotonicznych. Chodzi tu o cienką warstwę o wysokim współczynniku załamania oraz o pęczniejącą błonę polimerową umożliwiającą detekcję zarówno gazów, jak i małych stężeń cząstek.

Choć głównym przedmiotem projektu DNA-DAR były detekcyjne cząsteczki biologiczne na potrzeby badań podstawowych, diagnostyki, medycyny sądowej itp., nowa optyczna technologia lab-on-a-chip może znaleźć zastosowanie również w wielu innych dziedzinach. Wśród nich znajdują się sieci optyczne, oświetlenie pomieszczeń czy wyświetlacze samochodowe (HUD). Wyniki omawianej inicjatywy stały się inspiracją dla innych projektów badawczych, dając nadzieję na dalsze rozwijanie opracowanych w jej ramach koncepcji.

Powiązane informacje

Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę