Новая система для обнаружения кокаина в низких концентрациях

Исследователи из Валенсии и Страны Басков разработали новый метод для обнаружения кокаина и микоплазмы в очень низких концентрациях. Метод предназначен как альтернатива для использования в лабораториях и потенциально более конкурентоспособен, чем существующие методы анализа.

Метод сочетает использование мезопористых наночастиц диоксида кремния с затворным механизмом и спектроскопию SERS — систему усиления сигнала, использующую золотые наночастицы для обнаружения очень низких концентраций анализируемых веществ. В лаборатории это позволило достичь наномолярных уровней обнаружения для кокаина и 30 копий геномной ДНК/мкл в случае микоплазмы.

Исследование, проведённое учёными из Universitat Politècnica de València (UPV), CICbiomaGUNE и CIBER-BBN Института здоровья Карлоса III, опубликовано в журнале Chemistry-A European Journal под названием "Surface Enhanced Raman Scattering and Gated Materials for Sensing Applications". В нём объясняется необходимость обнаружения этих двух веществ:

• Кокаин — это алкалоид, получаемый из листьев коки, который широко используется в развитых странах как нелегальный рекреационный наркотик. Его производство и распространение ограничены и незаконны в большинстве стран. Это мощный стимулятор нервной системы, вызывающий сильную зависимость и ведущий к серьёзным проблемам со здоровьем, а также социальным и правовым проблемам.
• Микоплазма — это род прокариотических микроорганизмов, описанных как паразиты различных животных и растений. Отсутствие клеточной стенки делает их устойчивыми ко многим распространённым антибиотикам, поэтому они часто присутствуют в исследовательских лабораториях как загрязнители клеточных культур. Обнаружение этих микроорганизмов представляет общий интерес для биомедицинских наук и наук о жизни.

Новая система обнаружения основана на высвобождении красителя изнутри наночастиц диоксида кремния, который легко идентифицируется с помощью спектроскопии SERS, при условии присутствия определяемого вещества.

"В присутствии микоплазмы или кокаина поры наночастиц разблокируются, выпуская краситель, который взаимодействует с золотыми нанотреугольниками. Именно это взаимодействие обнаруживается с помощью спектроскопии SERS. Концентрация определяемого вещества пропорциональна регистрируемому сигналу", — объясняет Рамон Мартинес Маньес, директор Межуниверситетского исследовательского института молекулярного распознавания и технологического развития и научный директор CIBER-BBN.

"Спектроскопия SERS никогда ранее не комбинировалась с мезопористыми материалами диоксида кремния с затворным механизмом для такого рода тестов. Полученные результаты очень положительны и указывают на возможность использования этого метода для обнаружения других патогенов", — добавил Луис М. Лис-Марсан из Баскского центра совместных исследований в области биоматериалов.