Une équipe de recherche a conçu un « capteur spectroscopique d’or nanogap à large bande » utilisant un matériau flexible capable de se plier pour créer un espace contrôlé. Grâce à la technologie développée, il est possible de tester rapidement divers types de matériaux, y compris les virus de maladies infectieuses, en utilisant un seul capteur nanospectroscopique pour trouver des empreintes moléculaires. Les résultats de la recherche ont été publiés dans Nano Letters. .
L’émergence d’épidémies pandémiques comme la COVID-19 a souligné la nécessité de méthodes analytiques rapides et précises pour se préparer à de futures épidémies potentielles de virus. La spectroscopie Raman, utilisant des nanostructures d'or, offre des informations sur la structure interne et les propriétés chimiques des matériaux en analysant les vibrations distinctes des molécules appelées « empreintes moléculaires », en utilisant la lumière avec une sensibilité remarquable. Par conséquent, il pourrait jouer un rôle crucial dans la détermination de la positivité d’un virus.
Cependant, les capteurs de spectroscopie Raman haute sensibilité conventionnels ne détectent qu'un seul type de virus avec un seul appareil, ce qui pose des limites en termes de productivité, de vitesse de détection et de coût lors de l'examen des applications cliniques.
L'équipe de recherche, composée du professeur Kyoung-Duck Park, de Taeyoung Moon et de Huitae Joo, Ph.D. Des candidats du Département de physique de l'Université des sciences et technologies de Pohang (POSTECH) ont réussi à fabriquer une structure unidimensionnelle à l'échelle millimétrique, comportant des nanolacunes d'or ne pouvant accueillir qu'une seule molécule bien ajustée. Cette avancée permet une détection spectroscopique Raman sur une grande surface et à haute sensibilité. De plus, ils ont intégré efficacement des matériaux flexibles sur le substrat du capteur spectroscopique à nanogap d'or.
L'équipe a également développé une technologie source pour un capteur nanospectral actif à large bande, permettant une détection sur mesure de substances spécifiques à l'aide d'un seul appareil, en élargissant le nanogap à la taille d'un virus et en ajustant librement sa largeur en fonction de la taille et du type de matériaux. , y compris les virus.
En outre, ils ont amélioré la sensibilité et la contrôlabilité du capteur en combinant la technologie d'optique adaptative utilisée dans des domaines tels que l'optique spatiale, comme le télescope James Webb. De plus, ils ont établi un modèle conceptuel pour étendre la structure unidimensionnelle fabriquée en un capteur spectroscopique bidimensionnel, confirmant théoriquement la capacité d'amplifier les signaux spectroscopiques Raman jusqu'à plusieurs milliards de fois. En d'autres termes, il devient possible de confirmer la positivité des virus en temps réel en quelques secondes, un processus qui prenait auparavant des jours pour la vérification.
Les réalisations de l'équipe de recherche, actuellement en attente d'approbation de brevet, devraient être utilisées pour une réponse rapide grâce à des tests en temps réel de haute sensibilité en cas de maladies infectieuses inattendues telles que le COVID-19, afin d'éviter une propagation aveugle.
Taeyoung Moon, auteur principal de l'article, a déclaré :« Cela fait non seulement progresser la recherche scientifique fondamentale dans l'identification des propriétés uniques des matériaux, des molécules aux virus, mais facilite également les applications pratiques, permettant la détection rapide d'un large spectre de virus émergents à l'aide d'un outil unique et adapté. capteur."
Plus d'informations : Taeyoung Moon et al, Spectroscopie Raman adaptative à Gap-Tunable et améliorée en surface, Nano Letters (2024). DOI :10.1021/acs.nanolett.4c00289
Informations sur le journal : Lettres nano
Fourni par l'Université des sciences et technologies de Pohang
