Des scientifiques de l'Université polytechnique de Tomsk et des partenaires de République tchèque et de France ont conçu des capteurs extrêmement sensibles pour les radicaux libres contenant de l'oxygène, capables de perturber le fonctionnement des cellules. Selon les chercheurs, ces capteurs sont une alternative aux méthodes d'analyse chimiques analytiques traditionnelles. Les tests en laboratoire ont démontré que sa sensibilité est supérieure de quatre ordres de grandeur. Ceci a été obtenu grâce à l'effet de la résonance plasmonique de surface en combinaison avec des "pièges" de composés organiques. Les résultats sont publiés dans Capteurs et actionneurs B :Chimique .

Les radicaux libres sont des espèces réactives de l'oxygène avec un pouvoir oxydant très puissant. Typiquement, ils ont tendance à être une sorte de sous-produit de la chaîne respiratoire. Le radical libre principal est le radical superoxyde (O2-). Ce n'est pas dangereux en soi, mais dans le processus de transformations chimiques, il passe facilement dans d'autres composés aux fortes propriétés oxydantes. Ils endommagent les protéines, acides nucléiques et lipides des membranes cellulaires.

"Par conséquent, dans la recherche médicale, il est important de détecter les radicaux dans les objets biologiques pour identifier en temps opportun les changements naissants dans les organes, tissus et prendre les mesures appropriées. Nos capteurs se différencient des autres par l'action, basé sur l'effet de la résonance plasmonique de surface, " dit Olga Guselnikova, ingénieur à la TPU Research School of Chemistry &Applied Biomedical Sciences.

Les capteurs sont un exemple de matériau hybride qui combine des éléments inorganiques et organiques. Leur base est une fine plaque d'or avec une surface ondulée. Les composés organiques qui y sont plantés agissent comme des pièges à radicaux libres. La surface ondulée de la plaque excite efficacement l'effet de résonance plasmonique de surface. Cela rend les capteurs extrêmement sensibles en raison de l'effet de la diffusion Raman géante.

"Le composant organique est un composé avec un nom court TEMPO. C'est un composé modèle simple et abordable utilisé dans d'autres méthodes, mais il n'a jamais été associé à des substrats plasmoniques actifs. Cette combinaison de l'effet plasmon et des caractéristiques chimiques de TEMPO nous a donné l'effet attendu, " explique le scientifique.

À l'avenir, les chercheurs ont l'intention d'utiliser les capteurs pour détecter les radicaux libres contenant de l'azote et sans halogène et mener des expériences plus proches d'objets biologiques réels. « En République tchèque, nous négocions également avec des représentants de l'industrie alimentaire. Après tout, les radicaux libres sont des marqueurs du fait que les produits, en particulier la viande, se sont détériorés ou s'en rapprochent. Nous voulons tester nos capteurs sur les aliments, " dit Olga Guselnikova.