Sensor SERS Tipe Baru Membantu Deteksi Kanker Dini

Spektroskopi Raman adalah teknologi yang memungkinkan Anda mengidentifikasi sel-sel kanker di antara sejumlah besar sel-sel sehat, membedakan gambar palsu dari yang asli dan melakukan sejumlah besar penelitian lain.

Namun demikian, adopsi luas dari teknologi semacam itu terhambat oleh mahalnya komponen elektronik dari mana sistem tersebut dibuat. Namun, teknologi tersebut masih dapat digunakan secara luas dalam kehidupan sehari-hari, dan tidak hanya di laboratorium, berkat pencapaian baru dari tim spesialis terpadu yang dipimpin oleh para ilmuwan dari University of Buffalo.

Para ilmuwan telah menciptakan sensor SERS miniatur dan murah yang dapat digunakan, termasuk di perangkat seluler.

Teknologi SERS didasarkan pada analisis sinar laser variabel-panjang gelombang yang tercermin dari materi yang dipelajari. Pencapaiannya adalah menciptakan bahan substrat tempat sampel ditempatkan. Substrat ini bersifat universal, dan memungkinkan dengan cara tertentu untuk meningkatkan "reaksi balik" dari molekul senyawa yang diperlakukan dengan laser.


Histogram volumetrik dan warna dari struktur permukaan keping NHC perak dengan sampel jaringan menggunakan mikroskop confocal pemindaian laser 3D

Inti dari metode ini adalah bahwa balok dengan panjang gelombang tertentu dilewatkan melalui sampel zat uji, yang mencerai-beraikan saat bersentuhan dengan sampel. Sinar yang diperoleh dikumpulkan dalam satu sinar menggunakan lensa dan melewati filter yang memisahkan lemah (intensitas 0,001%) sinar Raman dari sinar Rayleigh yang lebih intens (99,999%). Sinar Raman "murni" diperkuat dan dikirim ke detektor, yang mencatat frekuensi osilasi mereka.

Sisi positif dari metode ini adalah Anda dapat menggunakan jumlah zat yang sangat kecil. Para ahli mengatakan bahwa Anda bahkan dapat bekerja dengan sampel yang tidak terlihat oleh mata telanjang. Dalam hal ini, media meningkatkan bidang cahaya, yang meningkatkan "hamburan inelastik." Para ilmuwan dari University of Buffalo mampu membuat substrat universal untuk penelitian semacam ini, sedangkan spektroskopi Raman yang biasa membutuhkan penggunaan substrat yang berbeda untuk mempelajari berbagai bahan. Selain itu, sebelumnya diperlukan untuk menggunakan laser dengan panjang gelombang dan kekuatan yang berbeda.


Hasil analisis jaringan dari berbagai jenis (termasuk kanker)

Substrat universal, dibuat oleh spesialis dari University of Buffalo dan Fudan University, adalah jaringan broadband berstruktur nano. Jaringan ini dapat mengambil radiasi cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda (dari 450 hingga 1100 nm), yang digunakan oleh SERS. Substrat terdiri dari beberapa lapisan, salah satunya adalah lapisan cermin dari aluminium atau perak. Dielektrik adalah lapisan silikon atau alumina. Dielektrik memisahkan "cermin" dan partikel nano perak.

“Semua ini bertindak seperti kunci utama. Alih-alih menggunakan media yang berbeda untuk radiasi cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda, kami hanya menggunakan satu media. Ini semacam kunci utama yang membuka banyak pintu, ”kata Nan Zhang, tim ilmuwan.

Zang juga mengklaim bahwa penggunaan chip semacam itu dimungkinkan di berbagai bidang sains dan industri. "Mampu bekerja dengan zat yang sangat sedikit sekalipun dapat membantu mengidentifikasi kanker, malaria, HIV, dan pekerjaan lain," komentar Nan Zang.

Seperti disebutkan di atas, perkembangan baru dapat digunakan tidak hanya dalam pengobatan. Sebagai contoh, teknologi ini akan membantu membedakan gambar asli dari yang palsu, untuk menentukan konsentrasi racun di udara atau air, untuk menentukan komponen penyusun senjata kimia selama penggunaannya.

Sekarang para ilmuwan dari kelompok proyek terlibat dalam berbagai penelitian di bidang nanofotonik, biofotonik, studi bahan hibrid dan turunannya, serat optik nonlinier dan serat, metamaterial, optofluida dan banyak lagi. Berkat kerja para spesialis yang mempelajari industri terkait, menjadi mungkin untuk membuat chip SERS universal.

Source: https://habr.com/ru/post/id381199/