Исследователи разработали ультрафиолетовую метаповерхность, которая различает левые и правые аминокислоты с аттомолярной чувствительностью.
Ученые из LSU в сотрудничестве с Институтом Цузе в Берлине, Германия, представили ультрафиолетовую метаповерхность, различающую левые и правые аминокислоты с аттомолярной чувствительностью. Эта работа была только что опубликована в Nano Letters».
Обнаружение хиральности разбавленных концентраций биомолекул является ключевым шагом на пути к раннему выявлению многих нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, болезнь Хантингтона или болезнь Паркинсона.
Уникальность нашей работы заключается в том, что мы разработали алюминиевую метаповерхность с хиоптическими резонансами, которые перекрываются с биохиральным сигналом. Разработка метаповерхностей с ультрафиолетовым хиральным откликом в резонансе с биомолекулярной хиральностью имеет решающее значение для максимального усиления сигнала слабой биомолекулярной активности— сказал ведущий автор исследования доцент химического машиностроения ЛГУ Кевин Макпик.
Резонансные плазмонно-молекулярные хиральные взаимодействия являются многообещающим путем к усилению биосенсоров. Однако биомолекулярная оптическая активность в основном существует в дальнем ультрафиолетовом диапазоне, что создает серьезные проблемы для спектрального перекрытия с современными метаповерхностями. Группа разработала оптическую модель хиральной биомолекулярной пленки на плазмонной метаповерхности. Модель показала, что обнаруживаемые усиления хироптических сигналов от биомолекул были возможны только в том случае, когда существует тесное спектральное перекрытие между плазмонными и биомолекулярными хиральными откликами.
Хиральные объекты — это те, чье зеркальное отражение не накладывается друг на друга. Ваши руки являются хорошим примером этого. Биомолекулы, такие как аминокислоты и белки, которые управляют многими биологическими процессами в нашем организме, также хиральны. Свет также может быть хиральным благодаря поляризации. Можно представить хирально-хиральные взаимодействия. Например, рукопожатие, т. е. пожатие двух правых рук, работает, тогда как пожатие правой руки к левой может привести к некоторым неловким моментам— сказал Макпик.
Таким образом, хиральные биомолекулы поглощают хиральный свет, который позволяет понять структуру молекул. Проблема в том, что это очень слабый эффект, и поэтому упускается много информации. Настроив плазмонный хиральный отклик на дальний ультрафиолетовый режим, где биомолекулы имеют свой хиральный отклик, можно максимизировать потенциальное усиление сигнала и привести их в резонанс.
