新設(shè)備可讓藥檢達(dá)到單分子水平
一個由英國曼徹斯特大學(xué)和法國艾克斯—馬賽大學(xué)人員組成的研究小組,開發(fā)出一種新型的等離子
超介質(zhì)探測設(shè)備,利用了奇點光學(xué)中超常相位拓?fù)涞男再|(zhì),能通過簡單的光學(xué)系統(tǒng)就看到單個分子
,并在幾分鐘內(nèi)分析出它的成分,藥物檢測度提高了3個數(shù)量級,可用于人體藥檢、機場安檢
、爆炸物探測等。相關(guān)論文發(fā)表在zui近出版的《自然.材料》上。
“該設(shè)備的總體設(shè)想是要通過一種簡單的光學(xué)系統(tǒng),如顯微鏡,來看到單個分子,真實地看到它們
。”領(lǐng)導(dǎo)該研究的薩沙?格里喬科說。他提出了一種新的傳感設(shè)備:一種具有黑暗拓?fù)湫缘娜嗽觳?br />
料。這種設(shè)備極其靈敏,而其靈敏性是來自它的光相位拓?fù)湫阅埽词垢街粋€小分子也能引起反
應(yīng)。
奇點相位的超常性質(zhì)是研究許多重要物理現(xiàn)象的關(guān)鍵,通過控制光相位,人們能造出“扭曲的”光
子流,如光渦流結(jié);打斷相位使之分離,就會產(chǎn)生奇點光場。而等離子超介質(zhì)經(jīng)過恰當(dāng)設(shè)計就會顯
出一種拓?fù)湫裕瑥亩谄涓浇a(chǎn)生突然的相位改變。利用這一性質(zhì)能造出一種等離子共振傳感器,
從根本上提高探測的靈敏度。
為了測試該設(shè)備,研究人員給一種等離子超介質(zhì)涂了一層石墨烯,然后將氫氣導(dǎo)入石墨烯上面,利
用可逆的石墨烯氫化反應(yīng)來測試其靈敏度。“石墨烯是用于檢測分子靈敏性的*材料之一,可以
很容易地把氫分子以可控的方式附著在上面。”格里喬科說,他們證明了該設(shè)備能探測到單個生物
分子水平。通過驗血可以檢測人體內(nèi)的毒素或藥物,幾分鐘就能出結(jié)果,度比現(xiàn)有設(shè)備高出3
個數(shù)量級。
研究人員指出,這一概念性論證結(jié)果提供了一種更簡單的、可升級的單分子免標(biāo)記生物感測技術(shù),
使藥物檢測更加快捷,可用于檢查運動員是否服用了違禁藥物以及機場或機密要地的安檢,預(yù)
防*藏匿爆炸物、不法商販走私藥物等,還可能探測人們感染了哪種病毒。
格里喬科說,奇點光學(xué)是一門新興學(xué)科,研究的是光在超常相位的性質(zhì),他們的成果顯示了這一學(xué)
科在實際應(yīng)用方面的巨大價值。這只是個開始,它可能對藥物與病毒探測、安全檢查等產(chǎn)生深遠(yuǎn)影
響。