ИСТИНА

Создание экспрессных методик сенсорики вирусов является в настоящее время актуальной задачей. Использование для этих целей наноструктурированных материалов на основе кремния обладает рядом преимуществ, связанных с их хорошо изученными оптическими свойствами [1]. Огромная удельная поверхность пористого кремния (ПК) обеспечивает его высокую сорбционную активность, что может быть использовано для создания на его основе биосенсоров [2]. В работах [3,4] сенсорный отклик устанавливался по сдвигу частот интерференционных полос в спектре отражения пленки ПК после адсорбции биомолекул. Наконец, в [5] был продемонстрирован потенциал биосенсоров на основе ПК для обнаружения бактерий E. Сoli. Недавно было показано, что пористые кремниевые нанонити можно использоваться в качестве чувствительного элемента оптического сенсора на кислород [6]. Кроме того, было впервые продемонстрировано неспецифическое связывание вирусов с поверхностью кремниевых наноструктур и показана возможность использования этого эффекта для изготовления неспецифического оптического [7] и импеданс-сенсора [8] для диагностики вирусов. В представленной работе была продемонстрирована возможность создания интерференционного оптического сенсора на основе ПК для диагностики вирусов. ПК были изготовлены электрохимическим травлением подложки кристаллического кремния p-типа проводимости с ориентацией (100) и удельным сопротивлением 0,001-0,005 Ом•см в растворе плавиковой кислоты и этанола. Поверхность ПК функционализировали моноклональными антителами, а затем ПК инкубировали в различных концентрациях вируса H1N1 в PBS. Структурные свойства ПК исследовались с помощью сканирующей (CarlZeiss SUPRA 40 FE-SEM) электронной микроскопии. Спектры полного отражения получены с помощью спектрометра Perkin Elmer Lambda 950, оборудованный интегрирующей сферой. Спектры полного отражения ПК до и после адсорбции вируса гриппа H1N1 характеризовались наличием интерференционных полос (рис. 1), которые возникают в результате интерференции Фабри-Перо и объясняются отражением белого света на верхней и нижней границах слоя ПК. Эффективная оптическая толщина слоя ПК определяется уравнением: 2〖dn〗_eff=mλ, (1) где m - порядковый номер максимума интерференционного спектра, λ - длина волны света, d– толщина слоя ПК, а neff - эффективный показатель преломления слоя ПК. После адсорбции вируса расстояние между интерференционными пиками изменялось из-за изменения показателя преломления образцов, что обеспечивает простой и эффективный механизм обнаружения без использования меток. Эффект контролировался с помощью иммуноферментного анализа. Рис. 1. Спектры полного отражения ПК до и после адсорбции вируса гриппа H1N1. Таким образом можно сделать вывод, что пленки ПК можно использовать в качестве интерференционного оптического сенсора для диагностики вирусов. Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-72-10062, https://rscf.ru/project/22-72-10062/. Литература [1] K.A. Gonchar, L.A. Osminkina, R.A. Galkin, M.B. Gongalsky, V.S. Marshov, V.Yu. Timoshenko, M.N. Kulmas, V.V. Solovyev, A.A. Kudryavtsev, V.A. Sivakov. J. Nanoelectronics and Optoelectronics, 7(6), 602 (2012). [2] V.V. Doan, M.J. Sailor. Science, 256, 1791 (1992). [3] V.S.-Y. Lin, K. Motesharei, K.-P.S. Dancil, M.J. Sailor, M.R. Ghadiri. Science, 278(5339), 840 (1997). [4] M.J. Sailor, J.R. Link. Chem. Commun., 11, 1375 (2005). [5] N. Massad-Ivanir, G. Shtenberg, N. Raz, C. Gazenbeek, D. Budding, M.P. Bos, E. Segal. Scientific Reports, 6, 38099 (2016). [6] V.A. Georgobiani, K.A. Gonchar, E.A. Zvereva, L.A. Osminkina. Phys. Stat. Sol. A, 215(1), 1700565 (2018). [7] K.A. Gonchar, S.N. Agafilushkina, D.V. Moiseev, I.V. Bozhev, A.A. Manykin, E.A. Kropotkina, A.S. Gambaryan, L.A. Osminkina. Mater. Res. Express, 7, 035002 (2020). [8] M.B. Gongalsky, U.A. Tsurikova, J.V. Samsonova, G.Z. Gvindzhiliiia, K.A. Gonchar, N.Yu. Saushkin, A.A. Kudryavtseva, E.A. Kropotkina, A.S. Gambaryan, L.A. Osminkina. Results in Materials, 6, 100084 (2020).