Резонанс фано поможет дать характеристику белкам

Исследователи из америки в первый раз сумели всецело охарактеризовать монослои белка, применяя для этого новый тип плазмонных материалов. Созданные ими оптические структуры, названные Ассиметричные Метаматериалы для Резонанса Фано (Fano Resonant Asymmetric Metamaterial, FRAMM), в будущем смогут отыскать широчайшее использование в разных биосенсорах. Быть может, они кроме того придут на смену громоздким устройствам, употребляющимся в лабораториях сейчас для характеристик слоёв и определения толщины белков при помощи спектроскопии и поверхностного плазмонного резонанса.

Наноплазмоника – это новое и очень перспективное направление изучений, фокусирующееся на изучении железных наноструктур, каковые смогут употребляться для изготовления маленьких оптоэлектронных устройств.

Железные наночастицы очень сильно взаимодействуют со светом за счет сосредоточенных у их поверхности плазмонов (квазичастиц, обрисовывающих коллективные колебания электронов в металле), выступая в роли достаточно действенных оптических наноантенн.

Эти «антенны» смогут фокусировать свет, протяженность волны которого большое количество меньше дифракционного предела.

Новая методика биологических изучений, предложенная совместной группой исследователей из University of Texas и Boston University (США), предполагает применение данной возможности в ИК-диапазоне посредством метаматериалов, взявших наименование FRAMM. Необходимо подчеркнуть, что инфракрасный диапазон имеет громадное значение для применения на практике, в особенности в биологии, потому, что колебания биомолекул относятся как раз к данной части спектра.

Метаматериалы FRAMM имеют четко выраженный плазмонный резонанс в ИК-диапазоне, что возможно «настроен» на разные колебательные моды молекул белков (к примеру, таких как Амид-I либо Амид-II). За счет происхождения в метаматериале интерференции двух волновых процессов, т.е. так именуемого резонанса Фано, резонансный пик получается таким узким, что возможно совершенно верно выяснен посредством спектроскопии отражений.

Данный резонанс – собственного рода «отпечаток пальца» для биологической молекулы, которая связана с фрагментом метаматериала, потому, что по измеренной частоте резонанса возможно определить частоту колебаний, дипольные силы и ориентацию молекулы.

Ученые создали метаматериал на практике, благодаря применению электронно-лучевой литографии. Перед тем, как метаматериалы были организованы в лаборатории, их структура моделировалась при помощи специального ПО.

С целью проведения измерений белки наносились на поверхность метаматериала в University Photonics Center Бостонского Университета. Подробности работы размещены в издании Nature Materials.

Громадное преимущество открытия содержится в том, что

созданный метаматериал (практически, платформа для производства биодатчиков) разрешает проводить сходу два типа измерений, каковые раньше потребовали двух разных устройств: определение толщины молекулярного слоя белка (в большинстве случаев эта задача выполняется посредством поверхностного плазмонного резонанса либо эллипсометрических измерений), и детектирование самого белка (ранее эта задача решалась при помощи Фурье спектроскопии в инфракрасном диапазоне). Возможность совместить два исследовательских прибора в одном открывает ученым путь для изучения сложной динамики белка в реальном времени.

На протяжении опытов ученые делали собственные измерения в воздухе. Сейчас они собираются повторить изучения в растворе. Ожидается, что итог потребует мало поменять настройки прибора, но потенциальный выигрыш возможно огромен.

Измерения в жидкой среде разрешили бы осуществлять контроль процессы жизнедеятельности биомолекулярных совокупностей в реальном времени.

Случайные записи:

• Американцы дополнят противоракетную оборону беспилотниками с лазерами
• Неорганические фотоэлементы на основе наностержней

Клетка, ядро, функции белка

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Российские ученые расшифровали ген белка, который поможет при тестировании лекарств

  Ученые красноярского Университета биофизики Сибирского отделения Русском академии наук (СО РАН) расшифровали неповторимый ген биолюминесцентного белка…

• Стрессовый белок поможет в борьбе с сепсисом

  Капсульные посылки с одним из белков теплового шока оказывают помощь иммунным клеткам выстоять в борьбе с бактериальными ядами. Сепсис, либо…

• На слабые места раковой опухоли могут указать белки-мутанты

  Русские ученые создали компьютерную программу, находящую «неправильные» протеиновые структуры в живых клетках, способные привести к формированию рака….

• Биологи прочитали последовательность белка возрастом в 3,8 миллиона лет

  Взаимодействующие с минеральным внеклеточным веществом белки смогут сберигаться в палеонтологических останках в течение миллионов лет и будут новой…