Os biossensores ópticos usam ondas leves como investigações para detectar moléculas e tratamento específico é necessário para diagnósticos, consciência da medicina personalizada e observação ambiental. Seu desempenho é dramaticamente aprimorado se eles puderem se concentrar em ondas leves da escala de nanômetros – por exemplo – para detecção de proteínas ou aminoácidos, por exemplo – usando a estrutura nanofotônica na superfície de um pequeno chip que usa a luz de ‘piso’. No entanto, esses biossensores nanofotônicos precisam de ferramentas pesadas e caras para a detecção de luz, o que limita muito seu uso em configurações rápidas de diagnóstico ou de ponta.
Então, como você cria um biossensor baseado em luz sem uma fonte de luz externa? A resposta é: com a física quântica. Utilizando um incidente quântico chamado tunelamento de elétrons intelástico, os pesquisadores da Escola de Engenharia da EPFL criaram um biossensor no laboratório de engenharia, que requer apenas um fluxo ininterrupto para iluminar e detectar moléculas ao mesmo tempo – aplicou a tensão elétrica.
“Se você pensa em um elétron como uma onda em vez de uma partícula, essa onda tem uma baixa probabilidade específica de ‘tunelamento’, por outro lado, ao emitir fótons leves. Tudo o que fizemos é criar uma nanoestrutura que faça parte desse isolamento e explique a possibilidade de que a luz seja explicada”.
Detecção de trilhões de grama
Em suma, o design da nanoestrutura do partido cria as condições certas para os elétrons orientados a ala através dele para superar um obstáculo ao óxido de alumínio e atingir o nível ultrafino do ouro. No processo, os elétrons transferem parte de sua energia para uma excitação coletiva, conhecida como Plazmon, que mais tarde emite um fóton. Seu design garante que a intensidade da luz e o espectro variem em resposta ao contato com o biomólico, resultando em um forte método para detecção altamente sensível, em tempo real e sem rótulo.
“Os experimentos mostraram que nosso biossensor auto -competente pode detectar aminoácidos e polímero na densidade do picograma – é uma trilia de uma aldeia – concorre aos sensores mais avançados disponíveis hoje”.
O trabalho foi publicado Fotônica da natureza Em colaboração com pesquisadores da ETH Zurique, ICFO (Espanha) e Universidade de Eunci (Coréia).
Uma metaarface de objetiva dupla
Uma funcionalidade dupla no centro da inovação da equipe: a camada de ouro de sua nanoestrutura é uma metas do metasar, o que significa recursos especiais que criam condições quânticas de tunelamento e resultando no controle da ejaculação. Esse controle foi feito para o formato da metassurface nos nanores de ouro dos metasurfes, que serve como ‘nanwantnas’ para se concentrar no volume de nanômetros necessários para detectar os biomolicóis com eficiência.
“O túnel de elétrons inilásticos é um processo de possibilidades muito curtas, mas se você tiver processos igualmente de nível curto em áreas muito grandes, ainda poderá coletar fótons suficientes.
Além de ser compacto e sensível, a plataforma quântica da equipe de Banawat no centro da micronotecnologia da EPFL é escalável e consistente com o método de fabricação do censor. A detecção requer menos de um milímetro quadrado no campo ativo, criando um potencial emocionante para biossensores portáteis em frente à configuração atual da mesa.
“Nosso trabalho fornece um sensor completamente integrado que combina geração e identificação de luz em um único chip.
