Avanços recentes em nanotecnologia estão fornecendo novas possibilidades para imagens e sensores médicos. Nanoestruturas de ouro, por exemplo, pode aumentar a fluorescência de corantes marcadores que são comumente usados ​​para detectar biomoléculas e diagnosticar doenças específicas.

Agora, Ping Bai no A * STAR Institute of High Performance Computing, Cingapura, e colegas de trabalho desenvolveram uma maneira rápida e barata de fabricar matrizes de nanoholes de ouro. Os pesquisadores mostraram que os chips sensores construídos com essas nanoestruturas podem detectar com precisão moléculas relacionadas ao câncer no sangue e são pequenos o suficiente para serem usados ​​em dispositivos médicos portáteis.

Matrizes de nanofuros são projetadas de modo que a luz incidente de certos comprimentos de onda induza oscilações em grande escala dos elétrons de ouro, conhecido como ressonância de plasmon de superfície localizada (SPR). O SPR localizado focaliza a energia de luz absorvida para aumentar a fluorescência (veja a imagem).

“Os sistemas SPR comerciais já são usados ​​em laboratórios hospitalares, mas são volumosos e caros, "diz Bai." Gostaríamos de desenvolver pequenos, dispositivos portáteis para uso clínico no local. Isso requer SPR localizado, para o qual precisamos de matrizes de nanohole. "

Anteriormente, matrizes de nanohole foram criadas usando litografia de feixe de elétrons (EBL), o que é caro e demorado. Bai e colegas de trabalho usaram EBL para criar um molde de níquel e, em seguida, usaram o molde para imprimir padrões de nanofuros em um material fotorresiste. Os pesquisadores fizeram as nanoestruturas evaporando o ouro na estrutura padronizada antes de descascar o material fotorresiste. Como o molde de níquel pode ser reutilizado muitas vezes, este método - chamado de nanoimpressão - pode produzir um grande número de matrizes de nano furos de ouro.

"Nós fabricamos matrizes de nanoholes de 140 nanômetros quadrados com muito poucos defeitos, "diz Bai. Como uma primeira demonstração, os pesquisadores mostraram que um chip sensor feito com suas matrizes de nanohole pode detectar antígenos do câncer de próstata no sangue, e era dez vezes mais sensível do que um dispositivo idêntico que usava uma película de ouro sem nanofuros. Otimizar o design do chip melhoraria ainda mais a sensibilidade, Notas de Bai.

A equipe acredita que esses chips poderiam ser incorporados em dispositivos de atendimento domiciliar baratos e portáteis para o diagnóstico rápido de doenças como a dengue. "O cartucho microfluídico construído usando nossos arranjos de nanohole é aproximadamente do tamanho de um cartão de crédito, "diz Bai." No futuro, esperamos construir detectores que usem fontes de luz muito simples, como LEDs, e detectores simples semelhantes a câmeras de smartphones. Esses dispositivos terão aplicações generalizadas na ciência médica e podem até ser usados ​​para detectar contaminantes em alimentos, água ou o ar. "