Plazmonowa linijka 3D
W Lawrence Berkeley National Laboratory powstały pierwsze trójwymiarowe linijki plazmonowe, za pomocą których można mierzyć liczone w nanometrach zmiany przestrzenne w systemach makromolekularnych. Amerykanom w ich stworzeniu pomagali naukowcy z niemieckiego Uniwersytetu w Stuttgarcie. Linijki takie pozwolą na precyzyjne pomiary np. interakcji DNA z enzymami, zaginania protein czy ruchu peptydów.
Zademonstrowaliśmy trójwymiarowe plazmonowe linijki bazujące na plazmonowych oligomerach i spektroskopii plazmonowej. Pozwalają nam one na uzyskanie dokładnego obrazu ułożenia przestrzennego złożonych makromolekularnych procesów biologicznych oraz śledzenie ich ewolucji - stwierdził Paul Alivisatos, szef zespołu badawczego.
W miarę jak badamy coraz mniejsze struktury, koniecznie jest opracowanie narzędzi, pozwalających na ich mierzenie. Dlatego też amerykańsko-niemiecki zespół postanowił wykorzystać plazmony, czyli fale tworzone przez wzbudzone elektrony, powstające wskutek interakcji światła z metalem. Dwie nanocząsteczki metali szlachetnych, znajdujące się blisko siebie, sprzęgną się za pomocą rezonansu plazmonów i powstanie rozpraszająca światło struktura, a jej właściwości będą ściśle zależały od odległości pomiędzy nanocząsteczkami. Ten efekt rozpraszania światła został przez nas wykorzystany do stworzenia linijek plazmonowych, których użyliśmy do mierzenia odległości pomiędzy komórkami - mówi Alivisatos.
Dotychczas do tego typu pomiarów używano linijek bazujących na barwnikach chemicznych i zjawisku FRET, czyli mechanizmie przenoszenia energii pomiędzy dwoma chromoforami. Użycie plazmonów ma tę przewagę, że w ich przypadku nie mamy do czynienia z blaknięciem czy migotaniem. Są one ponadto bardzo jasne i stabilne.
Do niedawna używano wyłącznie dwuwumiarowych linijek plazmonowych, gdyż uczeni nie potrafili sobie poradzić ze zbyt dużym rozpraszaniem światła, do jakiego dochodziło gdy wiele nanocząsteczek metali znajdowało się blisko siebie i poruszały się one w trzech wymiarach. W tak uzyskiwanym obrazie spektrum rozpraszanego światła było bardzo szerokie i niemożliwe było wyłonienie poszczególnych elementów, które można byłoby przypisać położeniu konkretnej nanocząsteczki.
Teraz uczeni poradzili sobie z tym problemem stosując pięć złotych nanopręcików, z których każdy ma indywidualnie kontrolowaną długość i orientację. Pręciki ułożone są w literę H - dwa znajdują się na dole, dwa na górze, a pomiędzy nimi, prostopadle do reszty, ułożono piąty pręcik. Dzięki takiemu ułożeniu pomiędzy pojedynczym pręcikiem, a dwoma równoległymi powstaje silne sprzężenie, które pozwala na uzyskanie ostrego obrazu i umożliwia wykonanie pomiarów. Dodatkową zaletą takiej struktury jest duża swoboda ruchu wszystkich pręcików, co umożliwia dokładne badania zmian w strukturze badanych systemów.
Komentarze (0)