Dobivanje biosenzora kvantne točke

Pokusi iz kemije - Dobivanje i svojstva etena (Srpanj 2019).

Anonim

Kvantne točkice (QDs) su posljednjih godina pronašle toliko mnogo primjena, a sada ih se može kupiti s različitim kompozitnim strukturama i konfiguracijama. Neki su dostupni suspendirani u biološki prihvatljivoj tekućini, čineći ih dobro spremnim da služe kao biomarkeri za označavanje i praćenje jednog molekula. Ali, pretpostavimo da ste htjeli uhvatiti i premjestiti jednu od tih pojedinačnih nanočestičnih oznaka na isti način na koji drugi biolozi mogu uhvatiti uzorke tkiva pomoću pinceta?

Upotreba nano-traktorskih snopova poput optičkih pinceta, istraživači sa Sveučilišta u Melbourneu i Australija, te Huazhong University of Science i tehnologije u Kini, razvili su silicijsku nanoantenu za sakupljanje pojedinačnih kvantnih točaka suspendiranih u mikrofluidnoj komori. Grupa će predstaviti svoj rad na Frontiers in Optics + laserskim znanostima APS / DLS (FIO + LS) održanom od 17. do 21. rujna 2017. u Washingtonu, DC.

"Konvencionalni optički pincetici, temeljeni na laserskim zračnicama usko fokusiranim na male točke s mikroskopnim lećama, omogućuju materijalima precizno i ​​nespojivo rukovanje", rekao je Kenneth Crozier, profesor na Sveučilištu u Melbourneu i član istraživačkog tima, "Skupljanje vrlo malih predmeta je teško, međutim, zbog činjenice da snaga trapaja varira približno s volumenom čestica, te je mala u usporedbi s učinkom slučajnog Brownianskog gibanja."

Učvršćivanje takvih sitnih predmeta u biološki korisnom konstrukciju još je otežano potencijalno destruktivnim toplinskim efektima korištenja metalnih antena za fokusiranje polja za bilježenje. "Ovdje pokazujemo hvatanje vrlo malog objekta (kvantne točke) koristeći silicijsku nanoantenu", rekao je Crozier. "Bili smo doslovno sposobni vidjeti jednake kvantne točke zarobljene našom nanotehnologijom i snimiti filmove koji prikazuju njihovo kretanje".

Nove nanotehnologije, koje se sastoje od silikonskog prstena koji okružuju par silikonskih cilindara, izrađene su litografijom elektrona i reaktivnim ionskim jetkanjem. Struktura koncentrira infracrvenu svjetlost koja se koristi za odstupanje kvantnih točaka u malom razmaku od 50 nanometara između cilindara.

Crozier i njegova skupina ispitali su antenu spajanjem mikrofluidne komore, napunjene CdSe / ZnS kvantnim točkama suspendiranim u puferskoj otopini, na silicijski čip. To je ugrađeno u optički mikroskop gdje je zeleno svjetlo koje je izazvalo stimuliralo fluorescenciju potpisnice kvantnih točaka i CCD kamera uhvatila je zahvaćanje u akciji.

"Iz simulacija koje smo napravili prije eksperimenata, očekivali smo da će raditi, ali nismo bili sigurni", rekao je Crozier. "Znači, bilo je vrlo uzbudljivo vidjeti kako su pojedinačne kvantne točke zarobljene kad smo zapravo eksperimenti." S brzinom okvira od 30 sličica u sekundi, oni su mogli snimiti hvatanje jedne fluorescentne kvantne točke silicijskom antenom na njihovom mikrofluidnom spojenom čipu.

"Koristili smo nisku koncentraciju čestica jer smo željeli osigurati da se bave jednim kvantnim točkama", rekao je Zhe "Kelvin" Xu, doktorski student na Sveučilištu u Melbourneu koji je izveo eksperimente. "To je značilo da smo obično morali pričekati neko vrijeme za svaki kvantni kvadratni događaj, po satu. Naravno, to znači da moramo biti vrlo pažljivi tijekom eksperimenata kako ne bi propustili ove događaje."

Zapravo, niske koncentracije kvantnih točaka koje su zahtijevale takvo strpljenje naglašavaju općeniti problem biosensiranja njihovog novog pristupa za bilježenje mogao bi biti u mogućnosti riješiti. Prema Crozieru, klasični problem s nanosenzorima koji otkrivaju supstance pri niskim koncentracijama je da područje malog senzora ograničava brzinu kojom se isporučuju molekule. Sada sa snagom (optičke) sile, potencijalna upotreba za nanantenu bilo bi povećati protok molekula ili drugih objekata na nanosenzore.

"Biti u stanju izravno promatrati proces hvatanja putem našeg mikroskopa učinili su nas pitanjem o primjeni ovoga na druge nanomaterijale", rekao je Crozier. Gledajući na buduće aplikacije, svijet nanosenzusa još ima mnogo toga da se istraže. "Bilo bi vrlo uzbudljivo uhvatiti jednu biološku molekulu s našom antenom i izravno promatrati taj proces zamiranja. To bi također moglo pružiti korisne informacije koje bi pomogle nanosenzorima."

menu
menu