Ученые впервые «рассмотрели» биологические молекулы с точностью в миллион раз лучше существующих методов благодаря использованию метаматериалов. Новый подход может найти применение, в частности, в диагностике болезней Альцгеймера и Паркинсона, сообщает журнал Nature Nanotechnology.

Оптическая спектроскопия – область физики, методы которой широко используется учеными для изучения структуры биологических полимеров. Однако существующие методы оптической спектроскопии не позволяют распознавать молекулы, количество которых очень мало.

Специалисты из Великобритании разработали методику, позволяющую «рассматривать» молекулы в очень небольших количествах – вплоть до нескольких штук. В основе нового метода лежат так называемые метаматериалы – не существующие в природе соединения, позволяющие за счет созданной руками ученых неоднородности их структуры управлять свойствами света и добиваться недостижимых ранее эффектов. Создание и применение различных метаматериалов – одна из наиболее интенсивно развивающихся областей нанотехнологий.

Исследователи использовали в своей работе планарные хиральные метаматериалы – плоские объекты, структура которых не совпадает с собственным зеркальным отображением. Иллюстрацией хиральности служат, например, ладони человека – левую ладонь нельзя повернуть так, чтобы она выглядела так же, как и правая.

Ученые применили новые метаматериалы для получения так называемого суперхирального электромагнитного излучения, с помощью которого исследовали свойства нескольких белков, в частности, бета-лактоглобулина и гемоглобина. В результате выяснилось, что новый подход позволяет получать данные о структуре молекул с точностью в миллион раз большей, чем ныне существующие оптические методы.

Как уточняют авторы работы, новая методика позволяет «увидеть» изменения в белковых молекулах, возникающие при развитии таких недугов, как болезни Альцгеймера и Паркинсона.

Планарные хиральные метаматериалы могут также стать основой новых диагностических методов изучения взаимодействия белков с лекарствами", – добавляют ученые во главе с Малькольмом Кадодвала (Malcolm Kadodwala) из Университета Глазго.

По материалам: