Чип размером с ладонь заменит дорогой спектрометр и найдёт болезнь по снимку

Исследователи из южнокорейского POSTECH под руководством профессора Джунсука Ро разработали биосенсор на основе метаповерхности, который определяет биомолекулы через изображение, а не через измерение спектра. Работа опубликована в журнале Nature Communications. Об этом пишет сайт Phys.org.

Обычные оптические биосенсоры требуют громоздкого и дорогого спектрометра с широкополосным источником света, что ограничивает их применение лабораториями и больницами. Новая технология преобразует спектральную информацию в пространственную: наноразмерные структуры метаповерхности меняют геометрию вдоль чипа, и разные участки реагируют на разные длины волн.

При освещении компактным лазером в изображении появляется тёмная линия в месте резонанса. Когда биомолекулы связываются с поверхностью, показатель преломления меняется, линия смещается — и по этому смещению учёные точно измеряют сигнал. На участке около 300 микрометров устройство показало разрешение примерно 0,1 нанометра.

В экспериментах с белками и ДНК сенсор обнаруживал молекулы в концентрациях сотен пикомоляр и выборочно распознавал конкретные последовательности ДНК. Системе нужны только лазер и сенсор изображения, что открывает путь к портативным устройствам для диагностики инфекций, раковых биомаркеров и генетического анализа.