Nano-antenne per la diagnostica medica

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stethoscope with medical tablet and pillsI risultati di una nuova ricerca coordinata dal Politecnico di Milano in collaborazione con l’Istituto di Fotonica e Nanotecnologie del CNR e con le Università di Brescia e Würzburg in Germania, permettono di ipotizzare che in un prossimo futuro sarà realizzabile una nuova generazione di dispositivi, basati su speciali nano-antenne, che potranno essere utilizzati come sensori ottici per il rilevamento dei processi chimici e biologici su scala molecolare. In prospettiva, intere piattaforme di queste nano-antenne potranno essere integrate all’interno di dispositivi compatti che permetteranno di analizzare minimi quantitativi di materiale biologico, per esempio piccoli campioni di sangue, con una diagnosi che sarà  effettuata basandosi sulla variazione del segnale ottico emesso dalle nano-antenne, indotto dalla presenza di elevate concentrazioni di marcatori tumorali o di altre patologie. La luce come strumento di indagine viene sempre più spesso utilizzato nella diagnostica farmacologica e medica per il suo carattere non invasivo. Al riguardo va ricordato che il premio Nobel per la chimica è stato conferito quest’anno agli scienziati Betzig, Hell e Moerner per il loro fondamentale contributo allo sviluppo di tecniche di microscopia in grado di rivelare e identificare tessuti biologici fino al dettaglio della singola molecola. Questo è possibile grazie ad alcune particolari molecole artificiali che, legandosi ai tessuti ed emettendo una propria luce per fluorescenza, illuminano tessuti altrimenti invisibili a qualsiasi microscopio. Questa tecnica è impiegata perché quando si vanno ad analizzare volumi di tessuto sempre più piccoli, l’interazione del materiale organico con la luce diventa estremamente debole: meno di un milionesimo dei fotoni viene infatti assorbito da una singola proteina, impedendone l’identificazione e lo studio. Il team coinvolto nel progetto ha adottato un approccio alternativo per aggirare tale limite. La nano-antenna sviluppata è infatti in grado di amplificare l’interazione tra la luce e una limitata quantità di materia, di dimensione molecolare, operando da vero e proprio nano-ricevitore di luce.

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