Древние римляне (и не только они) делали чаши, способные играть цветом при изменении угла падения света (да, что-то вроде упомянутой в заголовке ликурговой чаши). Современные физики под руководством Лю Логана (Liu Logan) из Иллинойсского университета в Урбане и Шампейне (США) разработали массивы из миллиарда крохотных «чаш», каждая из которых имеет размеры, равные миллионной доле своего римского оригинала.
Ликургова чаша без фоновой подсветки и с ней (здесь и ниже иллюстрации Alex Jerez / University of Illinois at Urbana-Champaign).
Зачем? Учёные считают, что созданный таким образом сенсор сможет предложить весьма бюджетную альтернативу обычным технологиям анализа ДНК, протеинов и других сложных органических молекул.
Всё, что для этого нужно, — импульсная лампа, светящая с одной стороны сенсора, и камера (любая камера, хоть от вашего смартфона) — с другой. Массив наноплазмонных сенсоров меняет цвет, когда на него падает молекула вещества, на поиск которого он настроен.
Идея, вы правы, та же, что у ликурговой чаши: когда свет падает на неё спереди, сосуд кажется зелёным, а когда сзади стенок — красным. Комбинируя крохотные частицы золота и серебра, смешанные в стекле, мастера позднеримского времени добились того, что частицы поглощают свет по-разному с разных сторон.
Наносенсоры современного производства использовали наночастицы золота, упорядоченные в массив, который состоит из множества крохотных «ликурговых чаш». Весь сенсор при этом имеет площадь в 1 см?.
Огромное количество «ликурговых наночаш» позволило простыми тестами по изменению цвета обнаруживать самые разнообразные органические вещества без дорогостоящего лабораторного оборудования.
В итоге в одной такой «наночаше» может поместиться разве что вирус. Когда та или иная сложная органическая молекула оказывается рядом с наносенсором, она прикрепляется к одиночной «ликурговой чаше», меняя её показатель преломления и порождая в отражённом свете различные цвета. Обычно же каждую молекулу надо сначала пометить флюоресцентом. Но и тогда увидеть этот свет невооружённым глазом не получится. А здесь стандартная лампочка и записывающая камера идентифицируют молекулу буквально «на глаз».
Более того, небольшие изменения цвета подскажут исследователям, как много того или иного искомого вещества осталось в образце.
Если раствор с образцом разбрызгать на массив сенсоров с предварительно нанесёнными антителами-мишенями, то цвет изменится, если в образце есть протеины антитела-мишени. То же самое произойдёт при поиске нуклеиновых кислот.
Интересно, что, согласно разработчикам сенсора, он может быть дешевле $10. Для сравнения: новые аппараты такой же чувствительности стоят около полумиллиона долларов, а бывшие в употреблении — от $100 тыс.
По материалам