Az Optimal Optik Kft., a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, a Leibniz Institute of Photonic Technology és a Leistrungselektronik Jena GmbH közösen valósítja meg a „Nehézfém multiplex detektálása hiperspektrális leképzéssel” című kutatási fejlesztési projektet.
A projekt célja egy innovatív, hordozható analitikai platform tervezése és megvalósítása nehézfémek vízben történő kimutatására. A létrehozandó prototípus lehetővé teszi különböző nehézfém-ionok (pl. arzén, ólom, higany) specifikus detektálását párhuzamosan, egyetlen lépésben, jelölésmentes (label-free) megközelítésben. A nehézfém-ionokra vonatkozó szelektivitást úgynevezett aptamer receptorok (meghatározott 3D szerkezetű nukleinsavmolekulák) felhasználásával valósítják meg, amelyek kialakításuktól függően képesek specifikus célpontok megkötésére. A detektálandó ionok receptor molekulákhoz kötődésének kimutatására optikai spektroszkópiás kiolvasást alkalmaznak. A detektálás elve a fém nanoszerkezeteken kialakuló lokalizált felületi plazmonrezonancia (LSPR) jelenségén alapul. A látható fény és nanorészecskék kölcsönhatásából jól definiált fényelnyelési sávok alakulnak ki a szenzorelem megvilágítása során, amik annak jellegzetes színt kölcsönöznek. A plazmonrezonancia és így az elnyelési csúcsok hullámhossza nagyon érzékenyen reagál a nanorészecskék körüli közeg törésmutatójának megváltozására. Az aptamer receptor molekulák a fém nanorészecskék felületére vannak kötve, a célpont nehézfém-ionok bekötődése pedig lokális törésmutató változást okoz, amin keresztül a bekötődés ténye és a célzott ionok mennyisége spektroszkópiával számszerűsíthető.
A projekt célja olyan nanoplazmonikus szenzorelemek és a hozzájuk kapcsolódó kiolvasó platform tervezése és realizálása, amellyel egy szenzorelem (chip) segítségével egy pár négyzetcentiméteres felületen akár többször tíz pontban is lehet párhuzamosan mérni a célmolekulák bekötődéséből adódó csúcseltolódást képalkotó spektroszkópiával. A mérőplatform így nagy áteresztőképességgel lesz képes a vízminták költséghatékony vizsgálatára. A kiolvasó berendezés kis mérete, valamint az automatizált mintakezelő rendszer teszi lehetővé a kényelmes és biztonságos terepi használatot is.
A 2020-1.2.3-EUREKA-2022-00030 számú projekt a Kulturális és Innovációs Minisztérium Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Alapból nyújtott 143 213 202 Ft-os támogatásával, a 2020-1.2.3-EUREKA pályázati program keretében valósul meg.
