Forskare från Tomsk Polytechnic University och partners från Tjeckien och Frankrike har designat extremt känsliga sensorer för fria syrehaltiga radikaler som kan störa cellfunktionen. Enligt forskarna, dessa sensorer är ett alternativ till traditionella analytiska kemiska analysmetoder. Laboratorietester visade att dess känslighet är fyra storleksordningar högre. Detta uppnåddes på grund av effekten av ytplasmonresonans i kombination med "fällor" av organiska föreningar. Resultaten publiceras i Sensorer och ställdon B:Kemisk .

Fria radikaler är reaktiva syreämnen med en mycket kraftfull oxiderande förmåga. Vanligtvis, de tenderar att vara en slags biprodukt av andningskedjan. Den huvudsakliga fria radikalen är superoxidradikalen (O2-). Det är inte farligt i sig, men i processen med kemiska omvandlingar, det går lätt över i andra föreningar med starkt oxiderande egenskaper. De skadar proteiner, nukleinsyror och lipider i cellmembran.

"Därför, inom medicinsk forskning, det är viktigt att upptäcka radikaler i biologiska föremål för att i tid identifiera begynnande förändringar i organ, vävnader och vidta lämpliga åtgärder. Våra sensorer skiljer sig från andra genom handlingen, baserat på effekten av ytplasmonresonans, säger Olga Guselnikova, ingenjör vid TPU Research School of Chemistry &Applied Biomedical Sciences.

Sensorerna är ett exempel på ett hybridmaterial som kombinerar oorganiska och organiska element. Deras bas är en tunn guldplatta med en vågig yta. Organiska föreningar som planteras på den fungerar som fällor för fria radikaler. Den vågiga ytan på plattan exciterar effektivt effekten av ytplasmonresonans. Det gör sensorerna extremt känsliga på grund av effekten av gigantisk Raman-spridning.

"Den organiska komponenten är en förening med kortnamnet TEMPO. Det är en enkel och prisvärd modellförening som används i andra metoder, men det har aldrig kombinerats med plasmonaktiva substrat. Denna kombination av plasmoneffekt och kemiska egenskaper hos TEMPO gav oss den förväntade effekten, " förklarar forskaren.

I framtiden, forskarna tänker använda sensorerna för att upptäcka kvävehaltiga och halogenfria fria radikaler och genomföra experiment närmare verkliga biologiska föremål. "I Tjeckien, vi förhandlar också med representanter för livsmedelsindustrin. Trots allt, fria radikaler är markörer för att produkter, speciellt kött, har försämrats eller är nära detta. Vi vill testa våra sensorer på mat, " säger Olga Guselnikova.