Forskare vid National Research Nuclear University MEPhI (MEPhI) har studerat detonationens nanodiamonds optiska egenskaper vid interaktion med olika biomakromolekyler (biopolymermolekyler).

Studien hjälper till att skapa ursprungliga biosensorer med förbättrade optiska egenskaper. Resultaten av studien publiceras i Laser fysik bokstäver tidskrift.

Detonation nanodiamonds (DNDs) är kolnanostrukturer med ett kristallgitter, liknande en diamant, som härrör från detonationssyntes med sprängämnen. Under de senaste åren har forskare har aktivt utforskat DND:s interaktion med biologiska strukturer och biomakromolekyler. Fynden används för att behandla tumörer, samt att utveckla biosensorer och biokompatibla implantat.

Vid interaktion med DND, biomakromolekyler förändrar deras egenskaper avsevärt. Detta är oerhört viktigt för biomedicinsk forskning, sedan när man skapade nya fysiologiskt aktiva ämnen, förhållandet mellan ämnets struktur och dess fluorescerande egenskaper är viktigt.

I dag, omfattningen av biosensorik expanderar snabbt. Nanobärare används aktivt inom biomedicinsk forskning; de kan användas för läkemedelsleverans, medan deras halvledare och piezoelektriska egenskaper gör dem användbara i solceller, liksom för att skapa elektroniska enheter och biosensorer.

MEPhI -forskare har studerat samspelet mellan flera molekyler som är viktiga för medicin - porfyrin, myoglobin, tryptofan och DNA-och nanodiamanter (5 nanometer i storlek) i tunna membran erhållna genom att spruta en skiva på en enkristallig silikonyta, Ekaterina Boruleva, en forskare vid MEPhI:s avdelning för lasermikro-nano och bioteknik, sa.

"Resultaten av dessa studier har visat att nanodiamanter ökar fluorescensintensiteten. Detta beror på att nanosononhydrosolerna (vattenlösningar) som används i studien har förmågan att inte bara reflektera utan också sprida infallande ljus, vilket leder till ytterligare belysning inuti membranet och ökar fluorescensen, "berättade Boruleva.

Enligt forskare, detta visar att nanodiamanter, som inte är fluorescerande av sig själva, öka signalen från de fluorescerande biomakromolekylkomponenterna.

Experimentell forskning genomfördes med hjälp av absorptions- och fluorescensspektroskopi, samt atomkraftsmikroskopimetoder.

Inom en snar framtid, forskare planerar att tillverka en prototypbiosensor baserad på albumin -nanopartiklar för att leverera läkemedel i kroppen. De kommer också att skapa en prototyp biosensor baserad på detonation nanodiamonds för att registrera tidiga cancer och precancerösa tillstånd; och utveckla teknik för biosensorer.