Een boterham van molybdeen, zwavel en selenium blijken heerlijk bruikbaar voor het opsporen van biomoleculen.

Tests aan de Brown School of Engineering van Rice University van een tweedimensionale Janus-verbinding toonden aan dat het een effectief en universeel platform zou kunnen zijn voor het verbeteren van de detectie van biomoleculen via oppervlakteversterkte Raman-spectroscopie (SERS).

Het gebruik van glucose om het materiaal te testen, bewees dat het de Raman-versterkingsfactor met meer dan 100 kon verhogen, 000 keer, waarvan de onderzoekers zeggen dat het vergelijkbaar is met de hoogst gerapporteerde verbeteringsfactor voor 2D-substraten.

SERS is een gevestigde techniek die de detectie en identificatie mogelijk maakt van kleine concentraties moleculen - of zelfs enkele moleculen - die in de buurt komen van of worden geadsorbeerd door metalen oppervlakken, inclusief nanodeeltjes. Het wordt vaak gebruikt om eiwitten op nanoschaal in lichaamsvloeistoffen te detecteren. helpen bij het opsporen van ziekten en het bepalen van behandelingen, en in omgevingsanalyse.

Maar metalen SERS-media roepen vaak nevenreacties op die achtergrondgeluiden veroorzaken. Janus MoSSe gesynthetiseerd bij Rice is niet-metaalachtig. "Dit werk gaat voornamelijk over de vraag of we de signaalsterkte van de doelmoleculen kunnen verbeteren, " zei materiaalwetenschapper en hoofdonderzoeker Jun Lou. "We wilden weten of we het konden onderscheiden van het achtergrondgeluid."

Het antwoord was duidelijk ja, zoals Lou en zijn team meldden in nanoschaal .

MoSSe, geïntroduceerd door het Lou-lab in 2017, werd geproduceerd door chemische dampafzetting. Molybdeen zit in het midden met aan de ene kant een laag zwavel en aan de andere kant een laag selenium; vandaar de tweezijdige Janus-karakterisering.

De verschillende elektronegativiteiten van elke laag maken het een SERS-superster, zei hoofdauteur en Rice-alumnus Shuai Jia, een voormalige afgestudeerde student in Lou's lab.

"De dipool gecreëerd tussen de bovenste zwavel en de onderste selenium landt buiten het vlak, en dit creëert een elektrisch veld enkele nanometers voorbij de MoSSe, " zei Jia. Dat veld interageert met moleculen die dichtbij komen, waardoor hun trillingsintensiteit voldoende wordt verbeterd om te worden gedetecteerd.

De onderzoekers merkten op dat tests met MoSSe ook moleculen van de neurotransmitter dopamine detecteerden en dat het substraat aanpasbaar zou moeten zijn om andere moleculen te detecteren.

Lou zei dat er ruimte is voor verbetering. "We kijken naar hybriden van MoSSe met enkele metalen nanodeeltjes, en ook proberen de dipoolsterkte te vergroten, " hij zei.