p Os pontos quânticos (QDs) encontraram tantas aplicações nos últimos anos, eles agora podem ser adquiridos com uma variedade de estruturas e configurações compostas. Alguns estão disponíveis suspensos em um fluido biologicamente amigável, tornando-os bem posicionados para servir como biomarcadores para marcação e rastreamento de molécula única. Mas suponha que você queira prender e mover uma dessas etiquetas de nanopartícula única da mesma forma que outros biólogos podem pegar amostras de tecido com uma pinça? p Aproveitando as habilidades semelhantes a feixes de nanotratores de pinças ópticas, pesquisadores da Universidade de Melbourne, Austrália, e Huazhong University of Science and Technology, China, desenvolveu uma nanoantena totalmente de silício para capturar pontos quânticos individuais suspensos em uma câmara microfluídica. O grupo apresentará seu trabalho na Frontiers in Optics + Laser Science APS / DLS (FIO + LS), realizada de 17 a 21 de setembro de 2017 em Washington, DC.

p "Pinças ópticas convencionais, com base em feixes de laser fortemente focados em pequenos pontos com lentes de microscópio, permitir que os materiais sejam manuseados de maneira precisa e sem contato, "disse Kenneth Crozier, professor da Universidade de Melbourne e membro da equipe de pesquisa. "A captura de objetos muito pequenos se torna difícil, Contudo, devido ao fato de que a força de aprisionamento varia aproximadamente com o volume da partícula, e é pequeno em comparação com o efeito do movimento browniano aleatório. "

p O aprisionamento desses pequenos objetos em uma construção biologicamente útil é ainda mais difícil devido aos efeitos térmicos potencialmente destrutivos do uso de antenas metálicas para focalizar os campos de aprisionamento. "Aqui, demonstramos a captura de um objeto muito pequeno (ou seja, um ponto quântico) usando uma nanoantena totalmente de silício, "disse Crozier." Fomos literalmente capazes de ver pontos quânticos únicos presos por nossa nanoantena, e capturar filmes mostrando seus movimentos. "

p As novas nanoantenas, em que cada um consiste em um anel de silício envolvendo um par de cilindros de silício, são feitas por litografia de feixe de elétrons e corrosão iônica reativa. A estrutura concentra a luz infravermelha usada para capturar os pontos quânticos na pequena lacuna de 50 nanômetros entre os cilindros.

p Crozier e seu grupo testaram sua antena conectando uma câmara microfluídica, preenchido com pontos quânticos CdSe / ZnS suspensos em uma solução tampão, para o chip de silício. Este foi montado em um microscópio óptico onde a luz verde incidente estimulou a fluorescência da assinatura dos pontos quânticos e uma câmera CCD capturou a captura em ação.

p "Pelas simulações que fizemos antes dos experimentos, esperávamos que funcionasse, mas não tínhamos certeza, "Crozier disse." Por isso, foi muito emocionante ver os pontos quânticos individuais sendo presos quando realmente fizemos os experimentos. "Com uma taxa de quadros de 30 quadros por segundo, eles foram capazes de filmar a captura de um único ponto quântico fluorescente por uma antena de silício em seu chip acoplado microfluídico.

p "Usamos baixas concentrações de partículas porque queríamos ter certeza de que estávamos lidando com pontos quânticos únicos, "disse Zhe" Kelvin "Xu, um estudante de doutorado da Universidade de Melbourne que realizou os experimentos. "Isso significava que geralmente tínhamos que esperar um pouco para cada evento de captura de pontos quânticos, na ordem de uma hora. E, claro, isso significa que precisamos estar muito atentos durante os experimentos para não perder esses eventos de aprisionamento. "

p Na verdade, as baixas concentrações de pontos quânticos que exigiam tanta paciência destacam um problema mais geral no biosensorio que sua nova abordagem de captura pode ser capaz de resolver. De acordo com Crozier, um problema clássico com nanosensores que detectam substâncias em baixas concentrações é que a pequena área de detecção limita a taxa na qual as moléculas são distribuídas. Agora, com o poder da força (óptica), um uso potencial para as nanoantenas seria aumentar o fluxo de moléculas ou outros objetos em nanosensores.

p "Ser capaz de observar diretamente o processo de captura por meio de nosso microscópio nos fez pensar sobre como aplicar isso a outros nanomateriais, "disse Crozier. Olhando para aplicações futuras, o mundo da nanossensibilidade ainda tem muito a ser explorado. "Seria muito emocionante capturar uma única molécula biológica com nossa antena, e observar diretamente esse processo de trapping. Isso também pode fornecer informações úteis que ajudariam a aplicação do nanosensor. "