Cientistas da Universidade Nacional de Pesquisa Nuclear MEPhI (MEPhI) estudaram as propriedades ópticas dos nanodiamantes de detonação ao interagir com várias biomacromoléculas (moléculas de biopolímero).

O estudo ajudará a criar biossensores originais com propriedades ópticas aprimoradas. Os resultados do estudo são publicados no Cartas de Física a Laser revista.

Nanodiamonds de detonação (DNDs) são nanoestruturas de carbono com uma rede de cristal, semelhante ao de um diamante, que se originam da síntese de detonação com explosivos. Nos últimos anos, os cientistas têm explorado ativamente a interação dos DNDs com estruturas biológicas e biomacromoléculas. Os resultados são usados ​​para tratar tumores, bem como desenvolver biossensores e implantes biocompatíveis.

Ao interagir com DNDs, as biomacromoléculas alteram significativamente suas propriedades. Isso é extremamente importante para a pesquisa biomédica, pois ao criar novas substâncias fisiologicamente ativas, a relação entre a estrutura da substância e suas propriedades fluorescentes é importante.

Hoje, o escopo dos biossensóricos está se expandindo rapidamente. Nanocarriers são ativamente usados ​​em pesquisas biomédicas; eles podem ser usados ​​para entrega de drogas, enquanto suas propriedades semicondutoras e piezoelétricas os tornam úteis em fotovoltaicos, bem como na criação de dispositivos eletrônicos e biossensores.

Os cientistas MEPhI estudaram a interação entre várias moléculas importantes para a medicina - porfirina, mioglobina, triptofano e DNA - e nanodiamantes (5 nanômetros de tamanho) em membranas finas obtidas por pulverização de um wafer em uma superfície de silicone de cristal único, Ekaterina Boruleva, um pesquisador do Departamento de Micro-Nano e Biotecnologia Laser do MEPhI, disse.

“Os resultados desses estudos mostraram que os nanodiamantes aumentam a intensidade da fluorescência. Isso se deve ao fato de que os hidrossóis de nanosonona (soluções aquosas) usados ​​no estudo têm a capacidade não só de refletir, mas também de espalhar a luz incidente, o que leva a iluminação adicional dentro da membrana e aumenta a fluorescência, "disse Boruleva.

De acordo com os cientistas, isso mostra que os nanodiamantes, que não são fluorescentes por si só, aumentar o sinal dos componentes fluorescentes da biomacromolécula.

A pesquisa experimental foi conduzida usando espectroscopia de absorção e fluorescência, bem como métodos de microscopia de força atômica.

No futuro próximo, os cientistas planejam fabricar um biossensor protótipo baseado em nanopartículas de albumina para distribuir drogas no corpo. Eles também criarão um biossensor de protótipo baseado em nanodiamantes de detonação para registrar condições cancerosas precoces e pré-cancerosas; e desenvolver tecnologias de aplicação de biossensores.