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Individuare le perturbazioni dell'onda delle nanoparticelle

L'individuazione e l'analisi delle singole nanoparticelle è fondamentale per la salute e la sicurezza degli esseri umani sul posto di lavoro. Per rispondere a questa necessità, i ricercatori stanno sviluppando un dispositivo ultrasensibile che agisca in tempo reale.
Individuare le perturbazioni dell'onda delle nanoparticelle
I progressi recenti hanno consentito la scoperta dell'abilità della microscopia a risonanza plasmonica di superficie (SPR, Surface plasmon resonance) di individuare oggetti di dimensioni inferiori alla lunghezza d'onda. I ricercatori impegnati nel progetto NANODETECTOR ("Ultrasensitive plasmonic detection of single nanoparticles"), finanziato dall'UE, stanno facendo uso di questa scoperta fatta da uno dei partner del progetto.

Il dispositivo di individuazione online supersensibile sfrutta le perturbazioni nella propagazione del polaritone plasmonico di superficie, uno speciale tipo di onda elettromagnetica, con piccole particelle che aderiscono alla superficie del sensore. Il lavoro di sviluppo sul sistema di misurazione è stato intenso poiché il team ha riconosciuto subito la necessità di strumentazioni e componenti elettrici e ottici personalizzati per il raggiungimento degli obiettivi. Progettato per catturare immagini con rumore estremamente basso, lo strumento presenta comunque una risoluzione in pixel molto elevata.

I ricercatori hanno sviluppato il software per l'analisi delle immagini per riconoscere le nanoparticelle ingegnerizzate e quantificare i segnali che queste generano. Un'interfaccia utente grafica consente all'operatore di inserire e modificare i parametri, di scegliere i metodi numerici da utilizzare nel potenziamento dell'immagine e nell'individuazione delle particelle e di visualizzare i risultati.

I ricercatori stanno ottimizzando la preparazione degli strati aurei plasmonici molto sottili su substrati in vetro che saranno di importanza fondamentale per sensibilità e prestazioni. Inoltre, hanno sviluppato superfici per il legame selettivo delle nanoparticelle proteiche, hanno analizzato le differenze di requisiti tra l'individuazione delle nanoparticelle proteiche e delle proteine molecolari e studiato il legame delle nanoparticelle inorganiche. Il lavoro sperimentale è completato dalle analisi teoriche dei segnali SPR prodotti dalle nanoparticelle.

NANODETECTOR è a buon punto nel percorso di sviluppo di un dispositivo con funzionamento in tempo reale per l'individuazione di singole nanoparticelle ingegnerizzate per il monitoraggio dell'ambiente lavorativo e degli sprechi di produzione. La tecnologia può avere numerose altre applicazioni e si prevede che avrà un importante impatto sulla salute e sulla sicurezza delle persone e dell'ambiente nella nuova era delle nanotecnologie.

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