Un equipo de investigación ha diseñado un "sensor espectroscópico de oro de nanoespacio de banda ancha" utilizando un material flexible capaz de doblarse para crear un espacio controlado. Con la tecnología desarrollada, es posible probar rápidamente varios tipos de materiales, incluidos virus de enfermedades infecciosas, utilizando un solo sensor nanoespectroscópico para encontrar huellas dactilares moleculares. Los resultados de la investigación se han publicado en Nano Letters. .
La aparición de epidemias pandémicas como la de la COVID-19 ha puesto de relieve la necesidad de contar con métodos analíticos rápidos y precisos para prepararse ante posibles brotes virales futuros. La espectroscopia Raman, que utiliza nanoestructuras de oro, ofrece información sobre la estructura interna y las propiedades químicas de los materiales mediante el análisis de las distintas vibraciones de moléculas conocidas como "huellas dactilares moleculares", utilizando luz con una sensibilidad notable. Por lo tanto, podría desempeñar un papel crucial a la hora de determinar la positividad de un virus.
Sin embargo, los sensores de espectroscopia Raman de alta sensibilidad convencionales detectan solo un tipo de virus con un solo dispositivo, lo que plantea limitaciones en términos de productividad, velocidad de detección y costo al considerar aplicaciones clínicas.
El equipo de investigación, formado por el profesor Kyoung-Duck Park y Taeyoung Moon y Huitae Joo, Ph.D. Los candidatos, del Departamento de Física de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH), fabricaron con éxito una estructura unidimensional a escala milimétrica, con nanoespacios de oro que acomodan solo una molécula con un ajuste perfecto. Este avance permite la detección espectroscópica Raman de alta sensibilidad y áreas grandes. Además, integraron eficazmente materiales flexibles en el sustrato del sensor espectroscópico de nanoespacios de oro.
El equipo también desarrolló una tecnología fuente para un sensor nanoespectral activo de banda ancha, que permite la detección personalizada de sustancias específicas utilizando un solo dispositivo, ampliando la nanobrecha al tamaño de un virus y ajustando libremente su ancho para adaptarse al tamaño y tipo de materiales. , incluidos los virus.
Además, mejoraron la sensibilidad y la controlabilidad del sensor combinando tecnología de óptica adaptativa utilizada en campos como la óptica espacial, como el Telescopio James Webb. Además, establecieron un modelo conceptual para ampliar la estructura unidimensional fabricada a un sensor espectroscópico bidimensional, lo que confirma teóricamente la capacidad de amplificar las señales espectroscópicas Raman hasta varios miles de millones de veces. En otras palabras, es posible confirmar la positividad de los virus en tiempo real en cuestión de segundos, un proceso que antes tardaba días en verificarse.
Se espera que los logros del equipo de investigación, actualmente pendiente de aprobación de patente, se utilicen para una respuesta rápida mediante pruebas de alta sensibilidad en tiempo real en caso de enfermedades infecciosas inesperadas como COVID-19, para prevenir la propagación indiscriminada.
Taeyoung Moon, autor principal del artículo, dijo:"Esto no sólo hace avanzar la investigación científica básica en la identificación de propiedades únicas de materiales, desde moléculas hasta virus, sino que también facilita aplicaciones prácticas, permitiendo la detección rápida de un amplio espectro de virus emergentes utilizando un método único y personalizado. sensor."
Más información: Taeyoung Moon et al, Espectroscopia Raman mejorada con superficie adaptativa y sintonizable, Nano Letters (2024). DOI:10.1021/acs.nanolett.4c00289
Información de la revista: Nanoletras
Proporcionado por la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang
