Az optikai bioszenzorok fényhullámokat használnak molekulák érzékelésére – ezek nélkülözhetetlenek a precíz orvosi diagnosztikában, a személyre szabott gyógyászatban és a környezetfigyelésben. Teljesítményük nagymértékben növelhető, ha a nanoszkopikus mérettartományba fókuszálnak: így akár fehérjéket vagy aminosavakat is képesek érzékelni. Ehhez olyan nanofotonikai szerkezetek szükségesek, amelyek szó szerint „összenyomják” a fényt egy apró chip felszínén. Mindez azonban jelenleg komoly, nehéz és drága felszerelést igényel a fény előállításához és érzékeléséhez, ami gátolja a gyorsdiagnosztika elterjedését.
Fény elektronokból: az MI-alapú szenzor
A Bionanofotonikai Rendszerek Laboratórium kutatói most forradalmian új megközelítést mutattak be az EPFL Műszaki Karán. Egy kvantumjelenség, az úgynevezett anelasztikus elektronátmenet (tunneling) segítségével olyan bioszenzort hoztak létre, amelynek működéséhez csak egyenletes elektronáram és elektromos feszültség szükséges – nincs szükség külső fényforrásra. Amikor az elektron hullámként viselkedik, bizonyos valószínűséggel „áttunnelizál” egy vékony – például alumínium-oxid – szigetelőrétegen, miközben fotont bocsát ki. A csapat nanostruktúrája ezt a jelenséget valószínűbbé teszi, és növeli a fénykibocsátás hatékonyságát.
Pikogramm-érzékenység és kézbe vehető kialakítás
Az innováció alapja, hogy a chipben áramló elektronok áthaladnak egy alumínium-oxid gáttal ellátott nanostruktúrán, majd egy aranyrétegre érkeznek, ahol energiájukat átadják egy közös rezgésnek, a plazmonnak, ami fényt sugároz kifelé. A keletkező fény intenzitása és színképe megváltozik, ha biomolekulákkal találkozik – ez teszi lehetővé a valós idejű, rendkívül érzékeny, címke nélküli érzékelést.
Laboratóriumi tesztek kimutatták, hogy az önvilágító bioszenzor fehérjéket és polimereket már pikogrammnyi (azaz ezermilliárdod gramm) mennyiségben érzékel; ez vetekszik a jelenlegi legfejlettebb bioszenzorok teljesítményével. Az eszköz kulcsa egy úgynevezett „metafelszín” arany nanohálózata, amely nanoantennaként fókuszálja a fényt.
A rendszer ráadásul kompakt, tömeggyártásra is alkalmas. Kevesebb mint 1 mm² aktív terület elegendő az érzékeléshez, így lehetővé válhat a hordozható, kézben tartható bioszenzor kifejlesztése, ami hatalmas lépést jelent az asztali laboratóriumi műszerekhez képest.
Ez a technológia integráltan egyesíti a fény előállítását és érzékelését egyetlen chipelemen, így új szintre emeli a helyszíni orvosi diagnosztikát vagy akár a környezeti veszélyek kimutatását is – a biotechnológia jövője fényesebben ragyog, mint valaha.
📖 Érdekes felvetés, hogy meddig tarthatunk ki a klasszikus e-olvasók mellett, amikor a gyártók folyamatosan újabb funkciókkal és technológiai bravúrokkal próbálnak meggyőzni minket...
💸 A két amerikai technológiai óriás, az Amazon és az Alphabet idén rekordösszegű beruházással készül forradalmasítani a mesterséges intelligencia területét...
🐍 A kígyók gyakrabban lesznek kannibálok, mint gondolnánk – legalább tizenegy esetben fejlődött ki náluk önállóan ez a viselkedés, ami egyre több kutató szerint stratégiai előnyt jelent a faj túlélése szempontjából...
Az elmúlt évtizedekben az egészségügyi rendszerek és a tudomány komoly sikereket értek el a fertőző betegségek kezelése és megelőzése terén, mégis egyre gyengülnek a közegészségügyi intézkedések...
A kínai ByteDance új Seedance 2.0 videógenerátora felbolygatta a filmipart. A cég friss fejlesztése lehetővé teszi, hogy a felhasználók mindössze szöveges utasítások alapján 15 másodperces videókat hozhassanak létre, akár hírességek szerepeltetésével vagy ismert filmkarakterek megjelenítésével, teljesen szabadon...
💫 A James Webb űrteleszkóp és a Chandra röntgenobszervatórium lenyűgöző részletességű képeket készítettek egy formálódó galaxishalmazról, amely akkor létezett már, amikor az univerzum mindössze egymilliárd éves volt...
A legújabb kutatások szerint a Viagra és a Cialis hatóanyagai nemcsak a szexuális életben hoznak javulást, hanem komoly egészségügyi előnyöket is kínálnak a szív, az agy és a tüdő számára...
Fontos kérdés, hogy valójában mennyire veszélyesek a sztatinok, hiszen ezek a szív- és érrendszeri betegségek megelőzésére leggyakrabban alkalmazott gyógyszerek közé tartoznak...
Jellemző példa erre, hogy az OpenAI legújabb fejlesztése lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy szinkronizálják a névjegyeiket a ChatGPT-vel – vagyis a mesterséges intelligencia most már könnyedén hozzáférhet ahhoz, hogy milyen telefonszámokat tárolnak az ismerőseid a telefonjukban...
Egy lényeges szempont, hogy a Geekom eddig főként miniszámítógépeiről volt ismert, amelyek a monitor mögé rejthetők vagy az asztal alá csúsztathatók...
🐧 Február 17-én különleges égi jelenség, úgynevezett „tűzgyűrű” napfogyatkozás következik, amelyet szinte kizárólag az Antarktisz lakatlan tájain lehet majd megfigyelni...
📦 Az internet páratlanul gazdag története veszélybe került, mivel olyan alapvető logfájlok tűnnek el, amelyek nélkül a jövő emberei talán soha nem érthetik meg, hogyan alakultak át a társadalmi és technikai rendszerek napjainkban...
🏠 Az elmúlt évek pandémiás fellendülése idején soha nem látott kereslet söpört végig az amerikai lakáspiacon, rekordalacsony szintre csökkentve az eladó ingatlanok és az építési telkek számát...
Érdekes felvetés, hogy a 2026-os év beköszöntével nemcsak a várva várt sorozat- és filmpremierekre kell számítani, hanem arra is, hogy ezekhez egyre borsosabb előfizetési díj társul...
Érdemes megvizsgálni, hogy az Artemis holdmissziók előkészületeivel kapcsolatos műszaki nehézségek sokasága miként hátráltatja a NASA előrehaladását a történelmi jelentőségű út előtt...
Az Apple a héten kiadott frissítésekben javította az iOS-t és a macOS-t is egy olyan, több mint tíz éve kihasználható biztonsági rést, amelyet vélhetően célzott támadások során használtak fel kereskedelmi kémszoftverek fejlesztői...
