Poseban potencijal takvi metalni otočići pokazuju u medicini, primjerice za analizu bioloških uzorakaZnanstvenici s Instituta Ruđer Bošković (IRB), u suradnji s kolegama s Prirodoslovno-matematičkog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu (PMF) i Katalonskog Instituta za nanoznanosti i nanotehnologije iz Barcelone, razvili su nanostrukture koje bi se mogle primijeniti u dijagnostičkim uređajima nove generacije
Dobivene nanostrukture objedinjuju iznimnu stabilnost s mogućnošću detekcije molekula pri vrlo niskim koncentracijama.
Razvoj senzora i dijagnostičkih uređaja kreće se u smjeru smanjenja dimenzija, s ciljem izrade tzv. laboratorija na čipu odnosno sitnih, prenosivih uređaja koji obavljaju ono za što bi nekada bio potreban cijeli laboratorij. Takvi uređaji bi, primjerice, omogućili liječnicima pretrage uz bolesnika (eng. point-of-care testing) gdje god da se bolesnik nalazio.
Maleni i prenosivi senzori moraju biti dugotrajno stabilni, neovisno o uvjetima u kojima se koriste. Uz to, moraju imati i visoku osjetljivost, kako bi se unatoč sitnim dimenzijama osigurala zadovoljavajuća kvaliteta detekcije.
Imajući sve spomenuto na umu, znanstvenici iz Zagreba i Barcelone izradili su elemente senzora koji ispunjavaju oba navedena uvjeta. Uzorci koje su proizveli ključni su za metodu koja omogućuje detekciju i prepoznavanje molekula prema načinu na koji raspršuju svjetlo odnosno površinski pojačanu Ramanovu spektroskopiju.
Kako bi proizveli nanostrukture koje ujedinjuju djelotvornost poput srebra i stabilnost poput zlata, znanstvenici su kombinirali oba metala u raznim omjerima, uz istovremeno prilagođavanje oblika metalnih otočića. Legirani otočići s oštrim rubovima i ravnim plohama, nalik na poliedre, pokazali su se veoma stabilnima, mjesecima zadržavajući svojstva i performanse pri detekciji molekula. Štoviše, takve su nanostrukture omogućile višestruko bolju detekciju čak i od čistih srebrnih, za koje se očekivalo da će biti najdjelotvornije.
Upravo zbog visokog intenziteta svjetla, molekule na površini uzorka koje se nađu u “vrućim točkama” snažno će raspršiti svjetlo. Sve molekule koje imaju različitu strukturu drugačije raspršuju svjetlo, baš kao što svaka osoba ima drugačiji otisak prsta. Stoga je analizom signala, odnosno raspršenog svjetla, moguće odrediti o kojoj se točno molekuli radi”, pojašnjava Bubaš.
Poseban potencijal takvi metalni otočići pokazuju u medicini, primjerice za analizu bioloških uzoraka. Biomolekule u tkivu mogu biti veoma osjetljive pa ih laser, koji se tipično koristi kao izvor svjetlosti u metodi Ramanovog raspršenja, može uništiti ili oštetiti. No, zbog sposobnosti otočića da pojačaju raspršenje svjetla, već je i veoma niska snaga lasera dovoljna za detekciju željenih molekula. Uz to, pokazalo se da je djelotvornost otočića visoka i pri korištenju svjetla u infracrvenom području, koje se još naziva i “biološki prozor” zbog toga što to svjetlo u tkivo prodire puno dublje nego vidljivo svjetlo.
Kako bi razjasnili svojstva dobivenih nanostruktura, znanstvenici su u svom istraživanju upotrijebili i razne računalne metode, a dobivene spoznaje upućuju na dizajn još boljih senzora u budućnosti.
