ИСТИНА

Разработка новых высокочувствительных сенсоров для быстрой диагностики микроорганизмов представляет собой важную задачу. Оптические методы сенсорики, такие как интерференционные сенсоры являются наиболее часто исследуемыми, в том числе и для диагностики бактерий. В представленной работе впервые получен и исследован оптический подход к детектированию бактерий с помощью сенсоров на основе пористых кремниевых нанонитей (КНН), декорированных наночастицами золота. КНН были получены стандартным методом МСХТ на пластинах c-Si [1]. Бактерии, непатогенный штамм L. Innocua, ресуспензировали в стерильном растворе фосфатно-солевого буфера (PBS). Полученную суспензию хранили при +4˚С. Суспензию бактерий различной концентрации наносили на исследуемые подложки и затем исследовали сигнал сенсорного отклика по изменениям в спектрах отражения. Спектры полного отражения в диапазоне 12000-19500 см-1 см-1 были исследованы при помощи спектрометра Perkin Elmer Lambda 950, оборудованного интегрирующей сферой. В результате продемонстрирована возможность диагностики L. Innocua вплоть до концентраций 0.6·107 кое/мл по изменениям в спектрах отражения интерференции от КНН, покрытых металлическими частицами (рис. 1а). Из анализа концентрационной зависимости установлено, что при малых концентрациях наблюдается сдвиг эффективной оптической толщины при покрытии КНН бактериями в положительную сторону, а по мере увеличения концентрации бактерий происходит уменьшение этого сдвига с последующим сдвигом в отрицательную сторону, что можно объяснить тем, что при увеличении концентрации бактерий, они начинают располагаться не только между нанонитями, но и на их поверхности (рис. 1b). Рисунок 1а) спектры полного отражения КНН, покрытых металлическими частицами, в PBS без бактерий (черный) и с Listeria Innocua в PBS (красный). Рисунок 1b) рассчитанная из спектров полного отражения с помощью быстрого преобразования Фурье эффективная оптическая толщина образцов до и после адсорбции бактерий. На основании представленных экспериментальных данных можно сделать вывод об эффективности использования наноструктурированных подложек КНН, покрытых металлическими частицами, в качестве оптического сенсора для диагностики бактерий. Полученные результаты могут быть использованы для создания экспрессных методик диагностики бактерий и в будущем для определения чувствительности бактерий к антибиотикам. Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-72-10062, https://rscf.ru/project/22-72-10062/. Автор выражает благодарность своему научному руководителю Л. А. Осминкине за помощью создании работы. Литература 1. Гончар К. А. [et al.]. Оптические свойства кремниевых нанонитей, полученных методом металл-стимулированного химического травления с использованием золотых наночастиц // J. Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики, 2023, 117(2): 115-120.