Infraröd spektroskopi för livsvetenskaper

Livsvetenskaper

Infraröd spektroskopi för livsvetenskaper

Under de senaste åren har vi arbetat med mikrofabricering av diamantvågledare. Diamantvågledarna tillsammans med en brett avstämbar laserkvantkaskadlaser (QCL), som avger ljus från 5,5 µm upp till 11 µm, är de två nyckelelementen i vår nyutvecklade märkningsfria biosensor baserad på vibrationsspektroskopi. Vid koppling av infrarött (IR) ljus genom vågledaren skapas en evanescent våg vid vågledarens yta som kommer att interagera med analyten. På grund av den minskade tjockleken vid användning av vågledare, i kombination med användning av QCL-lasrar som ljuskälla, förväntas en ultrakänslig sensor (jämfört med ATR-IR-spektroskopi, som är en befintlig teknik). Dessutom kan vår vågledare funktionaliseras, vilket kan användas för att binda antikroppar till sensorytan.

Vågledarna tillverkas med standardlitografiska tekniker följt av induktivt kopplad plasmaetsning av diamant. Vi utför också simuleringar av ljusutbredningen i de olika typerna av vågledare.

I vårt labb har vi en komplett optisk uppsättning av biosensorn, bestående av en brett avstämbar QCL, IR-optik (linser etc.) för att koppla ljuset till diamantvågledaren, en infraröd kamera för att visualisera IR-strålens profil när den lämnar diamantvågledaren, och en känslig MCT-detektor.

Vi har genomfört de första mätningarna på olika typer av analyter (t.ex. isopropanol) vid låga koncentrationer (ng) för att demonstrera sensorns känslighet.

För närvarande arbetar vi med att analysera olika former av proteinet alfa-synuklein, som är relevant för att förstå mekanismen bakom Parkinsons sjukdom.

Nyligen använde vi ATR-IR-spektroskopi för att analysera den sekundära strukturen hos olika alfa-synuklein-aggregat.Intressant nog verkar det vara möjligt att se skillnaden i IR-spektra mellan det ursprungliga tillståndet och det neurotoxiska felveckade tillståndet hos proteinet. Vår känsliga biosensor med diamantvågledare kommer att användas för att analysera den sekundära strukturen hos alfa-synuklein vid biologiskt relevanta koncentrationer. Framtida arbete inkluderar funktionalisering av diamantvågledarens sensoryta för att kunna fiska ut alfa-synuklein från cerebrospinalvätska, med det slutliga målet att upptäcka Parkinsons sjukdom i ett tidigt skede.