Un groupe international de physiciens de l'Université fédérale d'Extrême-Orient (FEFU), l'Académie des sciences de Russie et l'Université de technologie de Swinburne (Australie) ont mis au point une technologie de piégeage et d'analyse chimique de molécules organiques et non organiques à des concentrations ultra-faibles. L'article a été présenté dans Nanoéchelle .

La découverte conduit à des solutions plus productives en microbiologie, Médicament, chimie, et la biochimie en offrant une identification rapide des substances dangereuses et toxiques, marqueurs du cancer, et des métabolites de micro-organismes pathogènes à l'état de traces.

En utilisant le téflon comme substrat, l'équipe a créé une plate-forme de concentration spéciale qui permet une augmentation d'un million de fois de la concentration des molécules identifiées. La technologie réduit le temps requis pour les analyses biochimiques avancées de plusieurs jours à quelques heures seulement.

"L'élément clé du concentrateur est un piège superhydrophile (attirant l'eau) micro- et nano-structuré entouré d'une zone superhydrophobe (hydrofuge), " explique Alexey Zhizhchenko, un chercheur associé du Nanotechnology Research and Education Center, École d'ingénieurs, FEFU. « Dans notre concentrateur, une gouttelette liquide ordinaire joue le rôle de conteneur pour le transport contrôlé des molécules cibles vers le piège superhydrophile. Ce transport est rendu possible en contrôlant la taille et la position de la goutte en cours de vaporisation, ce qui est obtenu en adaptant et en optimisant les propriétés de mouillage du substrat. Jusqu'à 97 pour cent des molécules cibles sont alors localisées sur le petit piège, et leur concentration augmente de plus de 1 million de fois par rapport à sa valeur initiale. Cela conduit à une amélioration spectaculaire de la réponse optique des molécules piégées. En combinant cette caractéristique avec les propriétés de détection chimique hautement sensibles du piège, les scientifiques sont capables de détecter et d'identifier des substances cibles même s'il n'y a que quelques centaines de molécules dans la gouttelette. De plus, Une optimisation plus poussée de la conception du concentrateur peut potentiellement aboutir à la détection d'une molécule unique.

La plate-forme du concentrateur est fabriquée par enregistrement laser direct sur des substrats de téflon avec des impulsions ultracourtes. Le processus ne nécessite pas de focalisation laser serrée et ne prend donc que quelques minutes. La technologie est polyvalente, relativement bon marché, et peut potentiellement être utilisé pour fabriquer de nouvelles générations de plates-formes de biocapteurs pour des analyses chimiques très précises et sensibles.

Plus tôt cette année, la même équipe de recherche, dans le cadre d'un groupe de travail international de scientifiques, a développé une technologie pour identifier les concentrations de traces de substances à l'aide d'une plate-forme de substrat de silicium noir. En raison de sa morphologie particulière, le silicium noir amplifie le signal Raman - la lumière diffusée par les molécules analysées - et ne fausse pas les résultats spectroscopiques en raison de son caractère non invasif, ce qui signifie qu'il ne réagit pas avec la substance en question.