Nový senzor deteguje stále menšie nanočastice
Bežné mikroskopy vytvárajú zväčšené obrazy malých štruktúr alebo predmetov pomocou svetla. Nanočastice sú však také malé, že sotva absorbujú alebo rozptyľujú svetlo a preto zostávajú neviditeľné. Optické rezonátory zvyšujú interakciu medzi svetlom a nanočasticami: Zachytávajú svetlo v najmenšom priestore tak, že ho tisíckrát odrážajú medzi dvoma zrkadlami. V prípade, že sa nanočastica nachádza v zachytenom svetelnom poli, tisíckrát interaguje so svetlom, takže je možné merať zmenu intenzity svetla.
„Svetelné pole má rôznu intenzitu v rôznych bodoch v priestore. To umožňuje vyvodiť závery s ohľadom na polohu nanočastíc v trojrozmernom priestore,“ hovorí Dr. Larissa Kohler z Physikalisches Institut spoločnosti KI
Rezonátor zviditeľňuje pohyby nanočastíc
A nielen to: „Ak sa nanočastica nachádza vo vode, zrazí sa s molekulami vody, ktoré sa v dôsledku tepelnej energie pohybujú ľubovoľnými smermi. Tieto kolízie spôsobujú, že sa nanočastica pohybuje náhodne. Tento Brownov pohyb je teraz možné zaznamenať,“ dodáva odborník. „Doteraz bolo nemožné, aby optický rezonátor sledoval pohyb nanočastice v priestore. Bolo možné len konštatovať, či sa častica nachádza alebo nenachádza vo svetelnom poli,“ vysvetľuje Kohler.
V novom vláknovom Fabryho-Pérotovom rezonátore sú na koncoch sklenených vlákien umiestnené vysoko odrážajúce zrkadlá. Umožňuje nám to odvodiť hydrodynamický polomer častice, teda hrúbku vody obklopujúcej časticu z jej trojrozmerného pohybu. To je dôležité, pretože táto hrúbka mení vlastnosti nanočastice. „V dôsledku hydrátového obalu je možné odhaliť nanočastice, ktoré by bez neho boli príliš malé,“ hovorí Kohler. Navyše hydrátový obal okolo proteínov alebo iných biologických nanočastíc môže mať vplyv na biologické procesy.
Potenciálnou aplikáciou rezonátora môže byť detekcia trojrozmerného pohybu s vysokým časovým rozlíšením a charakterizácia optických vlastností biologických nanočastíc, ako sú proteíny, DNA alebo vírusy. Týmto spôsobom môže senzor poskytnúť pohľad na doteraz nepochopené biologické procesy.
Zdroj: nano-magazine.com
