Onderzoekers van de Tomsk Polytechnic University hebben samen met collega's uit Tsjechië supergevoelige sensoren ontwikkeld voor het detecteren van enantiomeren, bekend als "spiegelmoleculen, " in medicijnen. Deze moleculen kunnen de effectiviteit van medicijnen verminderen of zelfs schadelijk zijn voor mensen. Experimenten hebben aangetoond dat de ontwikkelde sensoren een hoge gevoeligheid hebben in vergelijking met traditionele methoden. Ze gebruiken organometallische raamwerken als vallen voor enantiomeren. De studies zijn gepubliceerd in Toegepaste materialen vandaag .

Enantiomeren zijn moleculen met een vergelijkbare formule en fysische eigenschappen, maar ze hebben verschillende draairichtingen van gepolariseerd licht. Daarom, ze zijn als spiegelbeelden van elkaar. Door deze eigenschap is enantiomeren kunnen tot bepaalde biologische effecten leiden.

Co-auteur Olga Guselnikova, een groep van universitair hoofddocent Pavel Postnikov, zegt, "Dit zijn chirale moleculen, waarvan de meeste deel uitmaken van geneeskrachtige stoffen. Hun aanwezigheid is strikt gereguleerd. Het geneesmiddel mag helemaal geen enantiomeren bevatten, of hun concentratie mag niet schadelijk zijn voor de gezondheid. Er moeten dus methoden zijn om enantiomeren snel en efficiënt te detecteren. De huidige detectiemethoden omvatten elektrochemische technieken en chromatografie. Hun detectielimiet is meestal niet hoger dan 10 ^-8 mol per liter. Onze sensoren vertoonden een detectielimiet tot 10 ^-18 , d.w.z., ze zijn 10 ordes van grootte gevoeliger. Bovendien, chromatografie is een dure methode."

De sensor is een dunne gouden plaat met een golvend oppervlak. Het team heeft dergelijke platen in andere onderzoeken gebruikt. Nutsvoorzieningen, de onderzoekers zijn erin geslaagd om organometallische raamwerken van zinkionen en organische elementen te raspen. Dit is een poreuze structuur die de beoogde stoffen opvangt. Het is mogelijk vanwege de correct geselecteerde poriegrootte in het raamwerk en de vergelijkbare chemische aard van de verbindingen die moeten worden opgevangen.

Vooral, de onderzoekers experimenteerden met het raamwerk dat melkzuur bevatte. Het is optisch actief, dus de organometallische raamwerken op basis van zijn enantiomeren kunnen een valstrik zijn voor andere optisch actieve stoffen. Deze sensorconstructie is getest op een antiparkinsonmiddel en een aantal aminozuren.

Het is voldoende om een ​​oplossing van de geanalyseerde stof op de plaat te druppelen. Verdere analyse kan worden uitgevoerd met behulp van een draagbare Raman-spectrometer, wat minder dan vijf minuten duurt.

"Onze sensor versterkt het signaal voor de spectrometer tegelijkertijd op twee manieren. Het is een belangrijk onderdeel van deze studie. Aan de ene kant, het signaal wordt fysiek versterkt door het effect van oppervlakteplasmonresonantie gegenereerd door de gouden plaat. Anderzijds, onze organometallische frames versterken het signaal chemisch. We waren een van de eersten die een sensorisch systeem demonstreerden dat twee versterkingsmethoden van het Raman-signaal combineerde, ’ merkt de onderzoeker op.

Volgens Dr. Guselnikova, deze sensoren kunnen zowel worden gebruikt om de kwaliteit van medicijnen te controleren als om de omgeving te monitoren, d.w.z., verontreinigingen in water en bodem op te sporen.