Gli scienziati della National Research Nuclear University MEPhI (MEPhI) hanno studiato le proprietà ottiche dei nanodiamanti a detonazione quando interagiscono con varie biomacromolecole (molecole di biopolimeri).

Lo studio aiuterà a creare biosensori originali con proprietà ottiche migliorate. I risultati dello studio sono pubblicati nel Lettere di fisica laser rivista.

I nanodiamanti a detonazione (DND) sono nanostrutture di carbonio con un reticolo cristallino, simile a quello di un diamante, che provengono dalla sintesi della detonazione mediante esplosivi. Negli ultimi anni, gli scienziati hanno esplorato attivamente l'interazione dei DND con le strutture biologiche e le biomacromolecole. I risultati sono usati per trattare i tumori, oltre a sviluppare biosensori e impianti biocompatibili.

Quando si interagisce con i DND, le biomacromolecole modificano significativamente le loro proprietà. Questo è estremamente importante per la ricerca biomedica, poiché quando si creano nuove sostanze fisiologicamente attive, la relazione tra la struttura della sostanza e le sue proprietà fluorescenti è importante.

Oggi, l'ambito dei biosensori è in rapida espansione. I nanovettori sono attivamente utilizzati nella ricerca biomedica; possono essere utilizzati per la somministrazione di farmaci, mentre le loro proprietà semiconduttrici e piezoelettriche li rendono utili nel fotovoltaico, così come nella creazione di dispositivi elettronici e biosensori.

Gli scienziati MEPhI hanno studiato l'interazione tra diverse molecole importanti per la medicina:porfirina, mioglobina, triptofano e DNA—e nanodiamanti (5 nanometri di dimensione) in membrane sottili ottenute spruzzando un wafer su una superficie di silicone monocristallino, Ekaterina Boruleva, un ricercatore presso il Dipartimento di Laser Micro-Nano e Biotecnologie di MEPhI, disse.

"I risultati di questi studi hanno dimostrato che i nanodiamanti aumentano l'intensità della fluorescenza. Ciò è dovuto al fatto che gli idrosol di nanosonone (soluzioni acquose) utilizzati nello studio hanno la capacità non solo di riflettere ma anche di disperdere la luce incidente, che porta a un'illuminazione aggiuntiva all'interno della membrana e aumenta la fluorescenza, " disse Boruleva.

Secondo gli scienziati, questo dimostra che i nanodiamanti, che non sono fluorescenti da soli, aumentare il segnale dei componenti biomacromolecolari fluorescenti.

La ricerca sperimentale è stata condotta utilizzando la spettroscopia di assorbimento e fluorescenza, così come metodi di microscopia a forza atomica.

Nel futuro prossimo, gli scienziati hanno in programma di produrre un prototipo di biosensore basato su nanoparticelle di albumina per fornire farmaci nel corpo. Creeranno anche un prototipo di biosensore basato su nanodiamanti a detonazione per registrare condizioni cancerose e precancerose precoci; e sviluppare tecnologie applicative di biosensori.