University of Bath stellt hochempfindlichen Gold-Nanopartikel-Array-Sensor vor

Universität Bath, Vereinigtes Königreich

Im Sensor sind Gold-Nanoscheiben in Quadraten angeordnet, siehe unten links. Die Anordnung bewirkt, dass der Sensor UV-Licht (in Blau) aussendet. (Bild:V.K. Valev und D.C. Hooper)

Forscher haben eine neuartige Sensorplattform mithilfe eines Gold-Nanopartikel-Arrays entwickelt. Der Sensor besteht aus einer Reihe scheibenförmiger Goldnanopartikel auf einem Glasobjektträger. Wenn ein Infrarotlaser auf eine präzise Anordnung der Partikel gerichtet wird, beginnen diese ungewöhnlich viel ultraviolettes (UV) Licht auszusenden.

Dieser Mechanismus zur Erzeugung von UV-Licht wird durch Moleküle beeinflusst, die sich an die Oberfläche der Nanopartikel binden und so eine Möglichkeit bieten, eine sehr kleine Materialmenge zu erfassen. Die Goldnanopartikelscheiben sind auf einem Glasobjektträger in einer sehr präzisen Anordnung angeordnet – eine Änderung der Dicke und des Abstands der Scheiben verändert das erfasste Signal vollständig.

Wenn sich Moleküle an die Oberfläche eines Goldnanopartikels binden, beeinflussen sie die Elektronen an der Goldoberfläche und bewirken, dass diese die Menge des von ihnen emittierten UV-Lichts verändern. Die Menge des emittierten UV-Lichts hängt von der Art der Moleküle ab, die sich an die Oberfläche binden.

Die Forscher hoffen, dass sie die Technologie in Zukunft nutzen können, um neue hochempfindliche Sensoren für Luftverschmutzung oder für die medizinische Diagnostik oder für andere Anwendungen zu entwickeln, bei denen die Erkennung kleiner Moleküle erforderlich ist. Es könnte beispielsweise zum Nachweis sehr geringer Konzentrationen biologischer Marker für die Früherkennung von Krankheiten wie Krebs eingesetzt werden.

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