В Московском физико-техническом институте (государственном университете) — МФТИ разработан принципиально новый сенсор, который по своим параметрам, а именно по чувствительности к ничтожно малым концентрациям различных веществ, в несколько раз превосходит всех своих предшественников. Предполагается, что, обладая инновационными параметрами, устройство с применением созданного сенсора позволит резко ускорить разработку новых лекарств, при этом тестирование их воздействия можно будет проводить вне живого организма.
До недавнего времени поиск действительно малых концентраций биоактивных веществ для разработчиков был очень сложным занятием. В большинстве случаев для работы стандартных биосенсоров к молекулам веществ-образцов «цепляли» флюоресцентные или радиоактивные метки-маркеры, без которых искомое вещество оставалось «невидимым». Для ученых это был крайне трудоемкий процесс, именно по этой причине несколько лет назад начали применять так называемый безмаркерный тип сенсоров.
Безмаркерные сенсоры работают по одинаковому принципу: на поверхность сенсора наносят небольшое количество вещества-образца, которое затем подсвечивают с помощью компактного лазера. При этом на поверхности сенсора — как правило, стеклянной с покрытием из золота — возникают так называемые плазмоны, то есть квазичастицы, образуемые в результате резонансного взаимодействия между фотонами от лазера и электронами, присутствующими в золоте.
Поскольку плазмоны — продукт резонанса, малейшие следы чужого вещества на поверхности, покрытой золотом, будут «сбивать» этот резонанс, резко меняя картину перемещения плазмона по поверхности. Сходным образом даже тонкий слой пыли на металлической поверхности подавляет так называемый «металлический блеск» — ту разновидность плазмонов, которая в повседневной жизни чаще всего воздействует на организм человека.
Чувствительность биосенсоров зависит от того, сколько именно молекул вещества-образца сможет прикрепиться к такой пластине. Ранее считалось, что наиболее перспективным с этой точки зрения материалом является графен — двумерный материал с огромной относительной площадью поверхности. Именно на этот материал обратили свое внимание молодые ученые из МФТИ Юрий Стебунов и Дмитрий Федянин.