Фізики сконструювали тривимірну «лінійку» для оцінки просторового положення нанорозмірних об’єктів

Фізики з Національної лабораторії ім. Лоуренса в Берклі (США) і Університету Штутгарта (Німеччина) сконструювали тривимірну «лінійку» для оцінки просторового положення нанорозмірних об’єктів. Роботу пристрою забезпечують плазмонні резонанси, викликані взаємодією електромагнітного випромінювання з плазмою вільних електронів у металі. Подібні резонанси виявляються як смуги поглинання в спектрі, що спостерігаються при опроміненні металевих структур.

Представлений раніше одновимірний варіант плазмонной лінійки був створений з використанням двох наночастинок. Спектральне положення цікавлять експериментатора резонансів у даному випадку залежить від матеріалу наноструктур, їх розміру, форми і, що більш важливо, від відстані між ними. В дослідах до золотих часток, скріпленим однонитковою ДНК, додавали комплементарну нитка, після чого вони віддалялися один від одного, резонанс зміщувався на нові довжини хвиль, а це зміщення вчені потім переводили в просторові величини. Така лінійка по багатьом параметрам перевершувала аналогічні вимірювальні системи, побудовані, наприклад, на ферстеровском перенесення енергії між двома хромофорами (групами атомів, що відповідають за колір хімічної сполуки).

У новій версії пристрою, яка відстежує рух у всіх трьох вимірах, місце наночастинок займають п’ять золотих стрижнів, розташованих у формі букви «Н». Кожен з її вертикальних штрихів утворений парою нанорозмірних елементів, розміщених один над одним, а в просторі між ними знаходиться п’ятий стрижень. Виготовивши методом електронно-променевої літографії набір однотипних «літер» з дещо змінюється орієнтацією центрального стрижня, автори зняли спектри пропускання і переконалися в тому, що резонанси помітно зміщуються, реагуючи на найменші зміни конструкції.

Якщо стрижні прикріпити до різних ділянок складної молекули, вплив оточуючих речовин буде викликати зрушення резонансів, розшифровка яких дозволить відновити картину події. На думку дослідників, тривимірна «лінійка» прекрасно підходить для спостереження за взаємодією ДНК з ферментами і протеїнами, згортанням білків, коливаннями клітинних мембран.

Вплив відхилення центрального стрижня «лінійки» на невеликий кут Φ від горизонталі. Зліва показано змодельовані криві для різних значень Φ, праворуч — результати віднімання спектру, розрахованого у разі Φ = 0, з усіх інших спектрів. (Ілюстрація з журналу Science.)

Повна версія звіту опублікована в журналі Science.

Підготовлено за матеріалами Університету Штутгарта.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *