Kompaktní senzor s povrchovými plazmony pro detekci chemických a biologických látek |
Doc. Ing. Jiří Homola, DSc. |
Rok: 2008 |
V posledních dvou desetiletích je na celém světě věnována
velká pozornost výzkumu a vývoji optických biosenzorů a biočipů
[1]. Bezznačkové optické biosenzory umožňují přímé
sledování molekulárních interakcí v reálném čase a rychlou a
citlivou detekci molekulárních látek bez použití
fluorescenčních či radioaktivních značek. Biosenzory založené
na rezonanci povrchových plazmonů (surface plasmon resonance - SPR)
představují jednu z nejrozvinutějších bezznačkových
senzorických technologií s potenciálem pro využití v oblastech
jako jsou genomika, proteomika, lékařská diagnostika,
monitorování životního prostředí, analýza potravin,
zemědělství a bezpečnost [2, 3]. Současné SPR senzory jsou však
nákladné, velké a komplexní přístroje a jejich využití je
omezeno na centralizované laboratoře.
V Ústavu fotoniky a elektroniky AVČR, v.v.i. (ÚFE) jsme vyvinuli novou metodu spektroskopie povrchových plazmonů [3, 4], která umožňuje konstrukci velmi citlivých a přitom jednoduchých a mobilních SPR biosenzorů. Tato metoda je založena na současné excitaci povrchových plazmonů na speciální difrakční mřížce zlatem pokryté pomocí druhého řádu difrakce a detekci SPR optického signálu v prvním difrakčním řádu [4]. První generace kompaktního SPR senzoru využívající tuto novou metodu je znázorněna na obr. 1. Senzor se skládá z miniaturní mikrofluidické kazety obsahující speciální difrakční mřížku a kompaktního optického systému, který “čte“ data z šesti nezávislých měřících kanálů v kazetě. Experimenty prokázaly, že tento nový senzor je schopen měřit změny indexu lomu 3×10−7 a detekovat nukleové kyseliny v koncentracích nižších než 200 pM [5]. Na využití této nové senzorické technologie uzavřel ÚFE licenční smlouvu s Phenogenomics Corporation (USA). Laboratorní prototyp mobilního senzoru s povrchovými plazmony |
|