ИТМО создал технологию сверхчувствительной диагностики

Ученые Университета ИТМО разработали оптические микрорезонаторы, которые способны многократно усиливать свет и самостоятельно его генерировать. Новая технология применима для выявления молекул-маркеров различных заболеваний в образцах крови. Также микрорезонаторы могут использоваться при создании миниатюрных меток для защиты продукции от подделок, систем маркировки для нужд микроэлектроники и других областей.

Основой разработки послужили круглые частицы полистирола примерно в десять раз меньше толщины человеческого волоса. На их поверхность ученые нанесли нанокристаллы разных веществ. Принцип действия устройства можно сравнить с круглой зеркальной комнатой, в которой луч света многократно отражается от стен, усиливая свечение.

Когда на полученный микрорезонатор воздействует даже относительно слабый лазер, люминофоры начинают испускать свет. Часть излучения выходит наружу, превращаясь в бесполезный фоновый сигнал, а другая попадает «в ловушку» внутри микросферы. Благодаря многократным отражениям от стенок свет остается внутри резонатора и, «подхватывая» свечение от других нанокристаллов, усиливается в сотни раз.

Золотые наночастицы при этом выборочно подавляют нежелательное излучение и делают полезный сигнал более выраженным. Эксперименты подтвердили многократное увеличение яркости света, прошедшего через полость микросферы.

Пресс-служба курирующего науку вице-губернатора Владимира Княгинина отмечает, что все компоненты нетоксичны. Поэтому они пригодны для анализа биологических образцов, в том числе клеток и тканей. Новая разработка продолжает исследования ученых ИТМО в области сверхчувствительной оптической диагностики. В перспективе это позволит создать систему, способную обнаруживать и анализировать даже ничтожно малое количество интересующих молекул в сложных средах – крови, водоемах, продуктах нефтепереработки.