Scienziati del Politecnico di Tomsk e partner della Repubblica Ceca e della Francia hanno progettato sensori estremamente sensibili per i radicali liberi contenenti ossigeno che sono in grado di interrompere la funzione cellulare. Secondo i ricercatori, questi sensori sono un'alternativa ai tradizionali metodi di analisi chimica analitica. I test di laboratorio hanno dimostrato che la sua sensibilità è superiore di quattro ordini di grandezza. Ciò è stato ottenuto grazie all'effetto della risonanza plasmonica superficiale in combinazione con "trappole" di composti organici. I risultati sono pubblicati in Sensori e attuatori B:Chimico .

I radicali liberi sono specie reattive dell'ossigeno con una capacità ossidante molto potente. Tipicamente, tendono ad essere una sorta di sottoprodotto della catena respiratoria. Il principale radicale libero è il radicale superossido (O2-). Non è pericoloso di per sé, ma nel processo di trasformazioni chimiche, passa facilmente in altri composti con spiccate proprietà ossidanti. Danneggiano le proteine, acidi nucleici e lipidi delle membrane cellulari.

"Perciò, nella ricerca medica, è importante rilevare i radicali negli oggetti biologici per identificare tempestivamente i cambiamenti incipienti negli organi, tessuti e prendere le misure appropriate. I nostri sensori differiscono dagli altri per l'azione, sulla base dell'effetto della risonanza plasmonica di superficie, "dice Olga Guselnikova, ingegnere presso la TPU Research School of Chemistry &Applied Biomedical Sciences.

I sensori sono un esempio di un materiale ibrido che combina elementi inorganici e organici. La loro base è una sottile lamina d'oro con una superficie ondulata. I composti organici piantati su di esso agiscono come trappole per i radicali liberi. La superficie ondulata della piastra eccita efficacemente l'effetto della risonanza plasmonica superficiale. Rende i sensori estremamente sensibili a causa dell'effetto del gigantesco scattering Raman.

"Il componente organico è un composto con un nome breve TEMPO. È un composto modello semplice ed economico utilizzato in altri metodi, ma non è mai stato combinato con substrati plasmonici attivi. Questa combinazione di effetto plasmone e caratteristiche chimiche di TEMPO ci ha dato l'effetto atteso, " spiega lo scienziato.

Nel futuro, i ricercatori intendono utilizzare i sensori per rilevare i radicali liberi contenenti azoto e privi di alogeni e condurre esperimenti più vicini a oggetti biologici reali. "Nella Repubblica Ceca, stiamo anche negoziando con i rappresentanti dell'industria alimentare. Dopotutto, i radicali liberi sono indicatori del fatto che i prodotti, soprattutto carne, si sono deteriorati o sono vicini a questo. Vogliamo testare i nostri sensori sul cibo, "dice Olga Guselnikova.