L'estrema precisione e velocità dei tiri dalla lunga distanza di Stephen Curry da tre punti dell'NBA sono ben note agli appassionati di basket di tutto il mondo, ma anche la precisione e la velocità sono al centro della ricerca nei test biochimici. Il Dr. Yen Ta-Jen, professore presso il Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali, Università Nazionale di Tsing Hua, Taiwan, ha pubblicato un articolo sullo scattering Raman della risonanza potenziata dalla superficie UV profonda (DUV-SERRS) nel Journal of the Società chimica americana , in cui rivede le concezioni sulla diffrazione della luce creando anche un'applicazione spettrale veloce e accurata. Attualmente è in fase di sperimentazione clinica per l'uso nello screening rapido del cancro e di altre malattie e ha anche potenziali applicazioni in aree come lo screening del genoma, l'ingegneria biomedica, la sintesi dei polimeri, la medicina legale, la sicurezza ambientale e alimentare, i prodotti farmaceutici e l'analisi dei materiali.

Il Dr. Yen spiega la tecnologia chiave per modificare la normale diffrazione della luce facendo riferimento all'apertura e alla chiusura di una tendina. Quando la tenda è chiusa, impedisce alla luce di entrare nella stanza, facendola oscurare. Tuttavia, con il substrato sviluppato dal Dr. Yen, la luce non è ostacolata da tali ostacoli, ma diventa più luminosa. Il dottor Yen ha affermato che la sua svolta è il risultato di 18 anni di ricerca sistematica e continua. Le cavità geometriche su nanoscala realizzate su un substrato di lastra di alluminio a cristallo singolo fanno sì che la luce si comporti in un modo che normalmente non fa:si tratta di diffrazione risonante, che rende possibile lo sviluppo di applicazioni di rilevamento semplici, veloci, ripetibili, prive di etichette e ultra sensibile. Inoltre, mentre gli altri substrati riportati nelle carte SERRS hanno solo da uno a quattro picchi Raman, il substrato progettato dal Dr. Yen ne ha da sette a nove, il che migliora notevolmente i risultati.

Tra le molte applicazioni dei rilevatori ci sono il monitoraggio dell'inquinamento, la sicurezza alimentare, la biomedicina e le indagini sulla scena del crimine; tra i tanti metodi di rilevamento c'è l'infrarosso. La spettroscopia Raman non è invasiva e meno suscettibile dell'infrarosso alle interferenze esterne di sostanze come l'acqua e l'anidride carbonica, ma non è altrettanto sensibile. Inoltre, la sezione trasversale dello scattering Raman è piccola, quindi la sua analisi spettroscopica richiede un gran numero di campioni, il che ostacola l'applicazione pratica.

Negli ultimi anni, i ricercatori hanno sviluppato una tecnica chiamata SurfaceEnhanced Raman scattering (SERS), che utilizza la risonanza plasmonica di superficie localizzata per migliorare la sensibilità di rilevamento per ordini di grandezza attraverso l'interazione di luce e materia. Ma per il rilevamento di singole molecole, la tecnologia SERS è ancora lungi dall'essere sufficiente, ed è ciò che ha spinto il Dr. Yen a trovare una soluzione innovativa, consistente nell'aumentare la frequenza di eccitazione della risonanza plasmonica di superficie per indurre l'effetto di diffusione della risonanza Raman. In questo modo, è riuscito a sviluppare una tecnica di scattering Raman risonante (SERRS) in grado di raggiungere la banda ultravioletta profonda (DUV, lunghezza d'onda di 266 nm).

Questa tecnologia di rilevamento unica e ultrasensibile è priva di etichette e ha un forte campo elettromagnetico locale e un effetto di trasferimento di carica, tale da poter rilevare una gamma estremamente ampia di sostanze, tra cui acido nucleico, proteine, sostanze chimiche, raggi ultravioletti all'esterno spazio e persino la polvere da sparo usata nella guerra ucraino-russa. Anche con il monomero adenina (base A), con uno spessore di solo 1 nm, il suo fattore di potenziamento Raman può arrivare fino a 10 ⁶ volte nella banda ultravioletta profonda, stabilendo un nuovo record mondiale. Il segnale SERRS molto potenziato del 12-mer ss-DNA proposto per la prima volta dal Dr. Yen è adatto per l'uso con tutti i tipi di basi di acidi nucleici, così come le loro mutazioni sequenziali; questa mutazione misurata dimostra una relazione lineare con la quantità della sua base A, che può essere utilizzata come applicazione di rilevamento quantitativo.

Questa tecnologia rivoluzionaria è ora rigorosamente testata in studi clinici. Allo stesso tempo, il Dr. Yen sta sviluppando una versione a basso costo che può essere utilizzata dai consumatori per testare i prodotti per livelli eccessivi di prodotti chimici agricoli residui. + Esplora ulteriormente

Un substrato SERS altamente sensibile per il rilevamento dei gas