zolfa
28th January 2012, 10:03 PM
http://konjkav.com/images/image.php?w=200&h=200&url=/images/news/angoshtnegari1327689311.jpeg
پژوهشگراني از دانشگاه‌هاي «تگزاس» و «بوستون» اولين کساني هستند که در مشخصه‌يابي کامل تک‌لايه‌هاي پروتئيني با استفاده از نوع جديدي از شبه مواد پلاسمونيکي به موفقيت رسيده‌اند.
اين ماده نوري که شبه ماده نامتقارن تشديدي فانو (FRAMM) ناميده شده است، مي‌تواند براي کاربردهاي زيست‌حسگري، ايده‌آل باشد و حتي ممکن است جايگزين ماشين‌هاي عظيم «SPR» که امروزه در بسياري از آزمايشگاه‌هاي زيست‌شيمي استفاده مي‌شود، شود.
نانوذرات فلزي به طور قوي با نور از طريق پلاسمون سطحي جايگزيده برهم‌کنش مي‌کنند و به همين دليل به عنوان نانوآنتن‌هاي کارآمد عمل مي‌کنند. اين ساختارها مي‌توانند نور را به طول موج‌هايي که به طور رويايي از حد پراش پايين‌تر هستند، متمرکز کنند.
در اين تکنيک جديد که توسط گروه «جنادي شويت» و «هاتيس آلتوگ» از بوستون و تگزاس ارائه شده است، از چنين تشديدهايي در FRAMMها استفاده مي‌شود که در فرکانس‌هاي فروسرخ نور کار مي‌کنند. طول موج فروسرخ در کاربردهاي زيست‌حسگري مهم است، زيرا زيست‌مولکول‌ها نيز در اين قسمت از طيف فرکانسي ارتعاش مي‌کنند.
FRAMMها داراي تشديدهاي پلاسمونيکي بسيار تندي در فروسرخ هستند و مي‌توانند به مدهاي ارتعاشي متنوع مولکول‌ها (براي مثال مدهاي آميد-I و آميد-II) کوک شوند. اين تشديد تند به دليل تداخل بين تشديدهاي پلاسمونيکي به اصطلاح تاريک (زيرتابشي) و روشن (فوق تابشي) اين نانوآنتن‌ها ايجاد مي‌شود.
«شويت» توضيح داد: اثر انگشت يک زيست‌مولکول توسط فرکانس، قدرت و جهت‌گيري دوقطبي مولکول مشخص مي‌شود.
بنابراين با تطبيق تشديد پلاسمونيکي با اين اثر انگشت، ما قادر به ارائه عبارات کمّي در مورد پروتئين پيوندخورده به شبه ماده‌اي که ساخته‌ايم، مي‌شويم.
«شويت» و همکارانش با استفاده از ليتوگرافي باريکه الکتروني اين شبه ماده پلاسمونيکي را ساختند. اين پژوهشگران قبل از اين‌که آنها را واقعا بسازند، ابتدا با استفاده از يک برنامه رايانه‌اي تجاري با الگوريتم المان محدود به نام COMSOL اين ساختارها را طراحي کرده بودند. تک لايه‌هاي پروتئيني در مرکز فوتونيک دانشگاه بوستون روي مواد رسوب‌دهي شدند.
اين سکوي زيست‌حسگري پلاسمونيکي جديد مي‌تواند دو کار اساسي را که معمولا نيازمند دو اندازه‌گيري مجزا هستند، انجام دهند؛ آشکارسازي ضخامت لايه مولکولي پروتئين (که معمولا با استفاده از تشديد پلاسمون سطحي- SPR - يا اندازه‌گيري‌هاي بيضي‌سنجي اندازه‌گيري مي‌شود) و طيف‌سنجي يا انگشت‌نگاري پروتئين‌ها که با طيف‌سنجي فروسرخ تبديل فوريه انجام مي‌شود.
اين پژوهشگران، جزئيات نتايج کار تحقيقاتي خود را در مجله‌ي «Nature Materials» منتشر کرده‌اند.
کنجکاو
پژوهشگراني از دانشگاه‌هاي «تگزاس» و «بوستون» اولين کساني هستند که در مشخصه‌يابي کامل تک‌لايه‌هاي پروتئيني با استفاده از نوع جديدي از شبه مواد پلاسمونيکي به موفقيت رسيده‌اند.
اين ماده نوري که شبه ماده نامتقارن تشديدي فانو (FRAMM) ناميده شده است، مي‌تواند براي کاربردهاي زيست‌حسگري، ايده‌آل باشد و حتي ممکن است جايگزين ماشين‌هاي عظيم «SPR» که امروزه در بسياري از آزمايشگاه‌هاي زيست‌شيمي استفاده مي‌شود، شود.
نانوذرات فلزي به طور قوي با نور از طريق پلاسمون سطحي جايگزيده برهم‌کنش مي‌کنند و به همين دليل به عنوان نانوآنتن‌هاي کارآمد عمل مي‌کنند. اين ساختارها مي‌توانند نور را به طول موج‌هايي که به طور رويايي از حد پراش پايين‌تر هستند، متمرکز کنند.
در اين تکنيک جديد که توسط گروه «جنادي شويت» و «هاتيس آلتوگ» از بوستون و تگزاس ارائه شده است، از چنين تشديدهايي در FRAMMها استفاده مي‌شود که در فرکانس‌هاي فروسرخ نور کار مي‌کنند. طول موج فروسرخ در کاربردهاي زيست‌حسگري مهم است، زيرا زيست‌مولکول‌ها نيز در اين قسمت از طيف فرکانسي ارتعاش مي‌کنند.
FRAMMها داراي تشديدهاي پلاسمونيکي بسيار تندي در فروسرخ هستند و مي‌توانند به مدهاي ارتعاشي متنوع مولکول‌ها (براي مثال مدهاي آميد-I و آميد-II) کوک شوند. اين تشديد تند به دليل تداخل بين تشديدهاي پلاسمونيکي به اصطلاح تاريک (زيرتابشي) و روشن (فوق تابشي) اين نانوآنتن‌ها ايجاد مي‌شود.
«شويت» توضيح داد: اثر انگشت يک زيست‌مولکول توسط فرکانس، قدرت و جهت‌گيري دوقطبي مولکول مشخص مي‌شود.
بنابراين با تطبيق تشديد پلاسمونيکي با اين اثر انگشت، ما قادر به ارائه عبارات کمّي در مورد پروتئين پيوندخورده به شبه ماده‌اي که ساخته‌ايم، مي‌شويم.
«شويت» و همکارانش با استفاده از ليتوگرافي باريکه الکتروني اين شبه ماده پلاسمونيکي را ساختند. اين پژوهشگران قبل از اين‌که آنها را واقعا بسازند، ابتدا با استفاده از يک برنامه رايانه‌اي تجاري با الگوريتم المان محدود به نام COMSOL اين ساختارها را طراحي کرده بودند. تک لايه‌هاي پروتئيني در مرکز فوتونيک دانشگاه بوستون روي مواد رسوب‌دهي شدند.
اين سکوي زيست‌حسگري پلاسمونيکي جديد مي‌تواند دو کار اساسي را که معمولا نيازمند دو اندازه‌گيري مجزا هستند، انجام دهند؛ آشکارسازي ضخامت لايه مولکولي پروتئين (که معمولا با استفاده از تشديد پلاسمون سطحي- SPR - يا اندازه‌گيري‌هاي بيضي‌سنجي اندازه‌گيري مي‌شود) و طيف‌سنجي يا انگشت‌نگاري پروتئين‌ها که با طيف‌سنجي فروسرخ تبديل فوريه انجام مي‌شود.
اين پژوهشگران، جزئيات نتايج کار تحقيقاتي خود را در مجله‌ي «Nature Materials» منتشر کرده‌اند.
کنجکاو