Wetenschappers van de National Research Nuclear University MEPhI (MEPhI) hebben de optische eigenschappen bestudeerd van detonatie-nanodiamanten bij interactie met verschillende biomacromoleculen (biopolymeermoleculen).

De studie zal helpen bij het creëren van originele biosensoren met verbeterde optische eigenschappen. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in de Laserfysica Letters tijdschrift.

Detonatie nanodiamanten (DND's) zijn koolstof nanostructuren met een kristalrooster, vergelijkbaar met die van een diamant, die afkomstig zijn van detonatiesynthese met behulp van explosieven. In recente jaren, wetenschappers hebben actief de interactie van DND's met biologische structuren en biomacromoleculen onderzocht. De bevindingen worden gebruikt om tumoren te behandelen, en om biosensoren en biocompatibele implantaten te ontwikkelen.

Bij interactie met DND's, biomacromoleculen veranderen hun eigenschappen aanzienlijk. Dit is van groot belang voor biomedisch onderzoek, omdat bij het maken van nieuwe fysiologisch actieve stoffen, de relatie tussen de structuur van de stof en zijn fluorescerende eigenschappen is belangrijk.

Vandaag, de reikwijdte van de biosensorica breidt zich snel uit. Nanocarriers worden actief gebruikt in biomedisch onderzoek; ze kunnen worden gebruikt voor medicijnafgifte, terwijl hun halfgeleider- en piëzo-elektrische eigenschappen ze bruikbaar maken in fotovoltaïsche energie, evenals bij het maken van elektronische apparaten en biosensoren.

MEPhI-wetenschappers hebben de interactie bestudeerd tussen verschillende moleculen die belangrijk zijn voor de geneeskunde:porfyrine, myoglobine, tryptofaan en DNA - en nanodiamanten (5 nanometer groot) in dunne membranen verkregen door één wafeltje op een monokristallijn siliconenoppervlak te sproeien, Ekaterina Boruleva, een onderzoeker bij de afdeling Laser Micro-Nano en Biotechnologie van MEPhI, zei.

"De resultaten van deze onderzoeken hebben aangetoond dat nanodiamanten de fluorescentie-intensiteit verhogen. Dit komt door het feit dat de nanosonon-hydrosolen (waterige oplossingen) die in het onderzoek worden gebruikt, niet alleen het vermogen hebben om invallend licht te reflecteren, maar ook te verstrooien, wat leidt tot extra verlichting in het membraan en de fluorescentie verhoogt, ' vertelde Boruleva.

Volgens wetenschappers, dit toont aan dat nanodiamanten, die zelf niet fluorescerend zijn, het signaal van de fluorescerende biomacromolecuulcomponenten verhogen.

Er is experimenteel onderzoek gedaan met behulp van absorptie- en fluorescentiespectroscopie, evenals atomaire krachtmicroscopiemethoden.

In de nabije toekomst, wetenschappers zijn van plan een prototype biosensor te maken op basis van albumine-nanodeeltjes om medicijnen in het lichaam af te geven. Ze zullen ook een prototype biosensor maken op basis van detonatie-nanodiamanten om vroege kanker- en precancereuze aandoeningen te registreren; en toepassingstechnologieën voor biosensoren ontwikkelen.