Silveratomer kan bli effektiva i framtida biosensorer
Nu har forskare lyckats sätta fingret på vad som händer då ljus absorberas av extremt små nanokomplex av silveratomer. Resultaten kan komma till nytta inom utvecklingen av biosensorer och avbildning.
Genom att kombinera kemi och nanoteknologi har forskarvärlden på senare år fått fram ett slags extremt små nanokomplex som består av enbart några få metallatomer. Sådana komplex är av stort intresse på grund av deras optiska egenskaper. De anses ha stor potential exempelvis vid utvecklingen av så kallade biosensorer där de kombineras med DNA-fragment. Sådana biosensorer är ett slags verktyg som används inom en rad olika områden, allt ifrån medicinsk diagnostik och läkemedelsindustri till att exempelvis upptäcka narkotika.
I dagens biosensorer används olika slags molekyler, men det finns flera anledningar att undersöka möjligheten att istället utnyttja nanokomplex av atomer. En stor fördel med nanokomplexen är att de absorberar ljus mycket effektivt. En annan fördel är att de inte är giftiga. Dessutom är nanokomplexen väldigt fotostabila, det vill säga de råkar inte ut för kemiska förändringar då de utsätts för solljus.
– Man vet faktiskt väldigt lite om dessa nanokomplex. Ingen har hittills mätt vilka energinivåer som finns i dem, säger Donatas Zigmantas, kemiforskare vid Naturvetenskapliga fakulteten på Lunds universitet.
I en ny studie har han och kollegan Erling Thyrhaug tillsammans med forskare från Köpenhamns universitet därför undersökt ett nanokomplex bestående av 20 silveratomer. Forskarna har för första gången lyckats mäta exakta energinivåer och påvisa ultrasnabba energiflöden kopplade till strukturförändringar när ljus träffar dessa nanokomplex. Förloppet går obeskrivligt fort. Det sker på mindre än en miljondel av en miljondels sekund.
– I vår studie visar vi hur förändringen i energinivå är direkt kopplad till att atomernas struktur ändras i nanokomplexet. Denna typ av dynamik har aldrig påvisats förr i ett nanokomplex, säger Donatas Zigmantas.
Resultaten från den aktuella studien bidrar med kunskap om grundläggande egenskaper hos nanokomplexens inre värld, vilket enligt forskarna på sikt kommer att vara till nytta vid utvecklingen av produkter gällande såväl biosensorer som inom mikroskopi. Resultaten kan också bidra till en djupare förklaring kring vissa former av energiöverföring som inbegriper rörelser i både atomkärnan och elektronerna, vilket är av värde när det gäller att fånga in solljus på både naturlig och konstgjord väg.
Studien publicerades nyligen i den vetenskapliga tidskriften Nature Communications.
För mer information, kontakta:
Donatas Zigmantas, universitetslektor i kemisk fysik
Kemiska institutionen, Lunds universitet
Tel 046 – 222 47 39
donatas.zigmantas@chemphys.lu.se
Bildtext:
Utrustning som används för att studera nanokomplexen. Foto: Marcelo Alcocer.
Taggar:
