Новые детекторы — для простой и легкой идентификации различных веществ

Источник: pubs.acs.org

Специалисты Массачусетского технологического института (США) разработали систему, позволяющую легко выявлять конкретные химические вещества — токсины, онкологические маркеры, взрывчатку и прочее. Детекторы построены на основе метало-органических каркасов (МОК), построенных по принципу «открытых лесов». МОК-материалы были произведены около 15 лет назад, и исследователи сразу начали активно их использовать. Внутреннее пространство вещества заполнено громадным количеством пор диаметром около 1 нм. Если один грамм такого материала развернуть на плоскости, он сможет охватить целое футбольное поле.

Сотрудники МИТ — доцент Мирча Динка, постдок Наталья Шустова и студент Брайан Маккарти — изготовили на основе этого вещества новый материал. Они связали металлические атомы МОК с молекулами хромофоров. Флуоресцентные молекулы этого типа не способны излучать свет сами по себе. Они становятся люминесцентными, когда находятся в пучках или сгустках. Но в этом случае молекулы-мишени не могут до них добраться, и эффективность обнаружения целевых веществ резко падает. Закрепление хромофоров в узлах структуры МОК удерживает их от слипания. При этом они находятся в контакте с порами и могут оперативно отреагировать на появление молекул-мишеней.

Визуальный контроль за работой детекторов на основе нового материала очень прост — если целевое вещество присутствует, датчик начинает светиться. Уже известные аналогичные устройства чаще всего работают по обратному принципу — в присутствии молекул-мишеней свечение прекращается. Недостаток таких датчиков — низкая чувствительность обнаружения. Переход к принципу «включение света» — это значительный шаг вперед, считывание данных становится более очевидным. Датчики нового типа могут использоваться не только для обнаружения определенного вида молекул, но и для оценки вязкости жидкостей. Например, значение вязкости крови является важным показателем при диагностике диабета.