Как крылья бабочки могут в будущем ускорить обнаружение вирусов
Нам есть, чему поучиться у природы. Например, бабочки показали ученым, как можно сделать тест-системы на наличие вирусов более точными и компактными
Крылья бабочки, которые вдохновили ученых на открытие, состоят из тысяч слоев крошечных чешуек. Когда свет попадает на их поверхность, он проходит через эти слои, и каждый из них концентрирует излучение. Такой эффект был замечен довольно давно, и он уже помог исследователям ранее создать метаматериалы. Но в новой работе ученые взглянули на эти природные структуры под другим углом и нашли им новое применение.
Авторы вдохновились структурой крыльев бабочки и создали на ее основе нанофотонный чип, имитирующий структуру крыла насекомого рода Bicyclus. Создать поверхность с требуемой структурой ученые смогли при помощи 3D-лазерной нанопечати. На чип исследователи поместили тестовый образец и неожиданно обнаружили, что открыли способ манипулировать светом в широких пределах. Но как это связано с системами обнаружения вирусных частиц и различных молекул в образцах?
Дело в том, что если концентрировать свет на образце, содержащем вирусные частицы, можно улучшить изображение, получаемое световым микроскопом. Полученное при помощи нового чипа интенсивное излучение способно сделать тест-системы более быстрыми, а также уменьшить их размеры и объем образцов для проведения измерений. В случае молекул такой чип позволяет также снизить предел обнаружения, если использовать генерируемый им свет в спектрофотометрах.
Открытие ученых позволяет создавать ультракомпактные сенсорные чипы. Их размер может быть менее 100 микрон, но несмотря на это, они смогут с беспрецедентной чувствительностью находить патогенные микроорганизмы в тестируемых образцах.
Исследование опубликовано в журнале Nano Letters.