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具有可控润湿性的表面 用于捕获和识别痕量浓度的分子

来自远东联邦大学(FEFU),俄罗斯科学院和斯威本科技大学(澳大利亚)的国际物理学家组织开发了一种超低浓度有机和非有机分子的捕集和化学分析技术。这篇文章的特色是Nanoscale。

具有可控润湿性的表面 用于捕获和识别痕量浓度的分子

通过快速识别痕量浓度的危险和有毒物质,癌症标记物和病原微生物的代谢物,这一发现为微生物学,医学,化学和生物化学提供了更高效的解决方案。

该团队使用聚四氟乙烯作为基质,创建了一个特殊的浓缩器平台,可以使分子浓度增加百万倍。该技术将高级生化分析所需的时间从几天缩短到几小时。

“浓缩器的关键元素是微超和纳米结构的超亲水(吸水)捕集阱,被超疏水(防水)区域包围,”工程学院纳米技术研究与教育中心研究员Alexey Zhizhchenko解释道。 ,FEFU。“在我们的浓缩器中,普通的液滴起到了一个容器的作用,可以控制目标分子向超亲水陷阱的传输。通过在蒸发过程中控制液滴的大小和位置,可以实现这种传输。通过定制和优化基材的润湿性能,高达97%的目标分子然后定位在小陷阱上,并且它们的浓度与初始值相比增加了100多万倍。这导致捕获分子的光学响应的​​显着增强。通过将此特征与捕集阱的高灵敏度化学检测特性相结合,科学家能够检测和识别目标物质,即使液滴中只有几百个分子。此外,浓缩器设计的进一步优化可潜在地导致单分子检测。

通过在具有超短脉冲的Teflon衬底上直接激光记录来制造聚光器平台。该过程不需要紧密的激光聚焦,因此只需几分钟即可完成。该技术用途广泛,相对便宜,可用于制造新一代的生物传感器平台,用于高度准确和灵敏的化学分析。

今年早些时候,作为国际科学家工作组的一部分,同一研究小组开发了一种使用黑色硅基板平台识别痕量物质浓度的技术。由于其特定的形态,黑硅放大了拉曼信号 - 被分析的分子散射的光 - 并且由于其非侵入性而不会扭曲光谱结果,这意味着它不会与所讨论的物质发生反应。

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