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.
💫 Fontos kérdés, hogy miért találhatók rendezett, óriási mágneses terek az univerzum minden szegletében – a bolygóktól a csillagokon át egészen a galaxisokig...
😱 A Riválisok (Rivals) pimasz második évadából a jelenlegi adagban már csak két epizód van hátra, és az előző részben minden eddiginél többet láthattunk – szó szerint is...
🚧 Különösen igaz ez, ha grandiózus, sci-fibe illő tervekről van szó: Szaúd-Arábia leállította A Vonal (The Line) projekt további munkálatait legalább 2030-ig...
💪 Különösen akkor, ha egy ritka genetikai eltérés világít rá, hogy amit az agytudomány évtizedek óta biztosnak hitt, az lehet, hogy alapjaiban nem igaz...
Érdekes felvetés, hogy egy alkotógárda akár két teljesen eltérő sci-fi sorozatot is le tud tenni az asztalra, miközben a témájuk első pillantásra nagyon hasonlónak tűnik...
Erre példa, amikor egy kriptovaluta hetekig alig mozdul, majd hirtelen elindul a lejtőn: az XRP árfolyama már harmadszor pattant le a fontos 1,36 dolláros ellenállásról, így a bikák lendülete megtört, és a jegyzés most az 1,35 dolláros szint alá süllyedt...
Egy lényeges szempont, hogy az elmúlt húsz évben a technikai adósság leginkább elavult rendszereket, zűrzavaros programkódot és elhanyagolt dokumentációt jelentett...
Ebből következően érdemes megérteni, hogy a NASA Psyche űrszondája meghatározó mérföldkőhöz ért: sikeresen kihasználta a Mars gravitációját, hogy lendületet kapjon és megfelelő irányba álljon a kisbolygóövben keringő titokzatos, fémben gazdag Psyche aszteroida felé...
4,6 milliárd éve a Napot masszív gáz- és porlemez vette körül, amelyből először apró porszemek születtek, majd ezekből bonyolult ütközések és összetapadások révén kialakultak a bolygókezdemények...
Álomszerűen tiszta borostyánban találtak egy döbbenetes ősi rovart Mianmarban, amelynek mellső lábait rákollókra emlékeztető hatalmas ollók koronázzák meg...
Fizetős iOS appok és játékok, amik ingyenesek a mai napon. ImgRef (iPhone/iPad)Ez az alkalmazás egy sokoldalú, minden igényt kielégítő kreatív eszköz: lehetővé teszi mood boardok készítését, referenciafotók rendezését, intelligens médiakezelést, precíz színválasztást és szabad kollázsolást...
A középkori várak korában, amikor Európában állandó háborúk és hatalmi harcok dúltak, a masszív, kőből épült erődök sokszor a túlélés zálogát jelentették...
🌱 Fontos kérdés, hogy miért jelennek meg bizonyos betegségek, például a diabétesz, sokkal fiatalabb korban a hawaii őslakosok között, mint az állam többi lakójánál...
💰 A kriptopiacok jelentős mozgásokat mutattak, miután amerikai rakétacsapások értek iráni célpontokat, ami azonnali hatással volt az olajárakra és a főbb devizákra is...
Az elmúlt 24 órában 15%-ot emelkedett a NEAR token, így ára elérte az 1050 forintot (2,8 USD), ami egy hónapos felfutás csúcsa: ebben az időszakban a NEAR értéke megduplázódott...
A Kansas City Public Schools vezetősége radikális digitális fordulatot jelentett be: több mint 30 000 Windows PC és Chromebook cseréjét kezdik meg Apple laptopokra...
