Un grupo internacional de físicos de la Universidad Federal del Lejano Oriente (FEFU), la Academia de Ciencias de Rusia y la Universidad Tecnológica de Swinburne (Australia) han desarrollado una tecnología para la captura y el análisis químico de moléculas orgánicas y no orgánicas en concentraciones ultrabajas. El artículo apareció en Nanoescala .

El descubrimiento conduce a soluciones más productivas en microbiología, medicamento, química, y bioquímica al ofrecer una identificación rápida de sustancias peligrosas y tóxicas, marcadores de cáncer, y metabolitos de microorganismos patógenos en concentraciones traza.

Usando teflón como sustrato, el equipo creó una plataforma concentradora especial que permite un aumento de un millón de veces en la concentración de las moléculas que se identifican. La tecnología reduce el tiempo necesario para los análisis bioquímicos avanzados de varios días a unas pocas horas.

"El elemento clave del concentrador es una trampa superhidrófila (que atrae el agua) micro y nanoestructurada rodeada por un área superhidrófoba (repelente al agua), "explica Alexey Zhizhchenko, investigador asociado del Centro de Educación e Investigación en Nanotecnología, Escuela de Ingeniería, FEFU. "En nuestro concentrador, una gota de líquido ordinario juega el papel de un contenedor para el transporte controlado de las moléculas objetivo a la trampa superhidrófila. Este transporte es posible controlando el tamaño y la posición de la gota en el curso de la vaporización, que se logra adaptando y optimizando las propiedades humectantes del sustrato. Luego, hasta el 97 por ciento de las moléculas objetivo se localizan en la trampa pequeña, y su concentración aumenta más de 1 millón de veces en comparación con su valor inicial. Esto conduce a una mejora espectacular de la respuesta óptica de las moléculas atrapadas. Al combinar esta característica con las propiedades de detección de sustancias químicas altamente sensibles de la trampa, los científicos pueden detectar e identificar sustancias objetivo incluso si hay solo unos pocos cientos de moléculas en la gota. Es más, Una mayor optimización del diseño del concentrador puede dar como resultado la detección de una sola molécula.

La plataforma del concentrador se fabrica mediante grabación láser directa sobre sustratos de teflón con pulsos ultracortos. El proceso no requiere un enfoque láser estricto y, por lo tanto, solo toma un par de minutos en completarse. La tecnología es versátil, relativamente barato, y potencialmente se puede utilizar para crear nuevas generaciones de plataformas de biosensores para análisis químicos altamente precisos y sensibles.

A principios de este año, el mismo equipo de investigación, como parte de un grupo de trabajo internacional de científicos, desarrolló una tecnología para identificar trazas de concentraciones de sustancias utilizando una plataforma de sustrato de silicio negro. Debido a su morfología específica, El silicio negro amplifica la señal Raman, la luz dispersada por las moléculas que se analizan, y no distorsiona los resultados espectroscópicos debido a su carácter no invasivo. lo que significa que no reacciona con la sustancia en cuestión.