Figure 1. Après chauffage des microstructures tubulaires (a et c) avec un laser à l'emplacement du cercle rouge, l'énergie se propage dans le sens de la flèche. Une luminescence post-chauffage se produit (b et d) aux deux extrémités de la microstructure (entourée de rouge et de bleu). Sur l'image b, le rectangle bleu zoome sur l'extrémité droite de la microstructure. Crédit :Sergey Semin
Des physiciens de l'Université Radboud ont étudié des microstructures biologiques tubulaires qui présentaient une luminescence inattendue après chauffage. Leurs conclusions ont été publiées dans Petit le 29 juillet. Propriétés optiques des peptides bioinspirés, comme ceux enquêtés, pourrait être utile pour des applications dans les fibres optiques, biolasers et futurs ordinateurs quantiques.
Les microstructures peptidiques lumineuses s'auto-assemblent en milieu aquatique. Après les avoir chauffés au laser, ils ont montré une luminescence dans la gamme verte du spectre optique (Figure 1).
Luminescence surprenante
Le physicien Sergey Semin de l'université Radboud explique :« L'activité optique dans la zone verte a été une surprise pour nous. Selon nos théories, la structure moléculaire de nos molécules leur interdit d'être luminescentes dans ce domaine spectral. Nous pensons que les interactions entre le peptide et les molécules d'eau pourraient être la cause de notre découverte inattendue. Ils forment ensemble une sorte de "super cellule", dont nous supposons qu'il émet de la lumière après chauffage.'
Structures biologiques aux propriétés physiques
'En général, il est très intéressant que des structures biologiques comme celles que nous avons étudiées présentent des propriétés physiques comme la luminescence', dit Semin. Comprendre les mécanismes sous-jacents peut donner un nouvel aperçu des propriétés optiques des peptides et des molécules organiques courtes. Cela pourrait conduire à des applications telles que les fibres optiques pour le transfert de données, biolasers ou applications dans les futurs ordinateurs quantiques.
Reconnaître les plaques cérébrales
Une autre application intéressante pourrait être dans le domaine biomédical, puisque les microstructures sont le motif de reconnaissance central des fibrilles β-amyloïdes qui forment des plaques dans le cerveau humain et conduisent à la maladie d'Alzheimer et à certaines autres maladies du cerveau. Les structures de reconnaissance peuvent être excitées et rendues visibles en les chauffant, mais les applications cliniques sont encore loin. Semin :« Plus nous en savons sur de telles structures, plus nous pouvons faire pour le diagnostic et le traitement.
Semin travaille au département Spectroscopie des solides et interfaces, dans le groupe de recherche du prof. Théo Rasing.
