Een internationaal team onder leiding van de ICREA Prof Arben Merkoçi heeft zojuist nieuwe detectieplatforms ontwikkeld op basis van bacterieel cellulose nanopapier. Deze nieuwe platforms zijn eenvoudig, lage kosten en gemakkelijk te produceren en met uitstekende eigenschappen die ze ideaal maken voor optische (bio)sensing-toepassingen. De resultaten zijn gerapporteerd in ACS Nano .

ICN2-onderzoekers gaan een stap verder in de ontwikkeling van eenvoudige, lage kosten en gemakkelijk te produceren biosensoren. In een artikel gepubliceerd in ACS Nano , ze meldden onlangs verschillende innovatieve op nanopapier gebaseerde optische detectieplatforms. Om dit resultaat te bereiken, de corresponderende auteur, CREA Prof Arben Merkoçi, Groepsleider bij ICN2 en de eerste auteur, Dr. Eden Morales-Narváez (van ICN2) en Hamed Golmohammadi (bezoekend onderzoeker bij ICN2), van Nanobio-elektronica en biosensoren Groep, een internationale samenwerking aangegaan met de Shahid Chamran University (Iran), de Gorgan Universiteit voor Landbouwwetenschappen en Natuurlijke Hulpbronnen (Iran) en de Academie van Wetenschappen van de Tsjechische Republiek.

Cellulose is eenvoudig, natuurlijk overvloedig en lage kosten. Echter, cellulosevezels op nanoschaal vertonen buitengewone eigenschappen zoals flexibiliteit, hoge kristalliniteit, biologische afbreekbaarheid en optische transparantie, onder andere. Het nanomateriaal kan worden geëxtraheerd uit plantaardige cellulosepulp of worden gesynthetiseerd door niet-pathogene bacteriën. Momenteel, nanocellulose wordt actief onderzocht voor een groot aantal toepassingen, waaronder filtratie, wondverband, benaderingen voor het verwijderen van vervuiling en flexibele en transparante elektronica, terwijl het nauwelijks is onderzocht voor optische (bio)sensing-toepassingen.

Het onderzoeksteam onder leiding van ICREA Prof Arben Merkoçi streeft naar het ontwerpen, fabriceren, en test eenvoudig, wegwerpbare en veelzijdige detectieplatforms op basis van dit materiaal. Ze ontwierpen verschillende optische detectieplatforms op basis van bacteriële cellulose op nanopapier. In het artikel, de auteurs beschrijven hoe het materiaal kan worden afgestemd om plasmonische of fotoluminescente eigenschappen te vertonen die kunnen worden benut voor detectietoepassingen. specifiek, ze hebben twee soorten plasmonisch nanopapier en twee soorten fotoluminescerend nanopapier gemaakt met verschillende optisch actieve nanomaterialen.

De onderzoekers maakten gebruik van de optische transparantie, porositeit, hydrofiliciteit, en vatbaarheid voor chemische modificatie van het materiaal. De bacteriële cellulose die in dit onderzoek is gebruikt, is verkregen met behulp van een bottom-up-benadering en het is aangetoond dat het gemakkelijk kan worden omgezet in bruikbare apparaten voor het detecteren van toepassingen met behulp van wasprinten of eenvoudige ponsgereedschappen. Het wetenschappelijke team laat ook zien hoe deze nieuwe detectieplatforms kunnen worden gemoduleerd om biologisch relevante analyten zoals cyanide en pathogenen te detecteren.

Volgens de auteurs is deze klasse van platforms kan waardevol zijn voor het weergeven van analytische informatie op diverse gebieden, zoals diagnostiek, milieumonitoring en voedselveiligheid. Bovendien, aangezien bacteriële cellulose flexibel is, lichtgewicht, biocompatibel en biologisch afbreekbaar, de voorgestelde composieten kunnen worden gebruikt als draagbare optische sensoren en kunnen zelfs worden geïntegreerd in nieuwe theranostische apparaten. In het algemeen, op papier gebaseerde sensoren staan ​​bekend als eenvoudig, draagbaar, wegwerpbaar, apparaten die weinig stroom verbruiken en goedkoop kunnen worden gebruikt in de geneeskunde, detectie van explosieven of gevaarlijke verbindingen en milieustudies.