Инженеры Университета Торонто создали наночастицы, различающие почти идентичные молекулы
Материал подготовлен искусственным интеллектом на основе нескольких источников — ссылки на оригиналы приведены ниже.
Инженеры Университета Торонто разработали наночастицы, сенсибилизированные красителем, которые обнаруживают химические вещества в крайне низких концентрациях и различают почти идентичные молекулы. Частицы излучают яркий зелёный сигнал после связывания с целевыми веществами, что обеспечивает высокую чувствительность. Разработка может помочь в контроле примесей в лекарствах и мониторинге загрязнителей окружающей среды.
Ключевые факты
- Наночастицы поглощают низкоэнергетические фотоны ближнего инфракрасного диапазона и преобразуют их в фотоны более высокой энергии, создавая яркий зелёный оптический сигнал.
- В частицах используются ионы иттербия и эрбия из семейства лантаноидов для осуществления апконверсии.
- Исследование опубликовано в Journal of the American Chemical Society.
- Профессор Кай Хуан является старшим автором статьи, описывающей новые частицы.
Механизм апконверсии
Наночастицы используют процесс апконверсии, поглощая низкоэнергетические фотоны и испуская фотоны более высокой энергии. Ближний инфракрасный свет от недорогих лазеров может возбуждать частицы, которые затем светятся ярким зелёным цветом. Поскольку частоты возбуждения и испускания различаются, исследователи могут отделять полезный сигнал от фоновой автофлуоресценции. Профессор Кай Хуан сравнивает эффект с наблюдением звёзд ночью, когда они видны без подавляющего солнечного света.
Конструкция наночастиц
Частицы содержат ионы иттербия и эрбия, распределённые в матрице из натрия, иттрия и фтора. Более ранние версии представляли собой плоские гексагональные структуры, в которых ионы были встроены подобно шоколадной крошке в печенье. Молекулы органического красителя, покрывающие поверхность, действуют как глазурь, сенсибилизируя наночастицы к свету.
Потенциальные применения
Производители лекарств могли бы использовать частицы для выявления нежелательных примесей в препаратах. Экологи могли бы искать очень малые количества химических загрязнителей в грунтовых водах. Способность различать почти идентичные молекулы ценна для контроля качества и анализа следовых количеств.
1 источник
Время · отставание