Диагностика вирусов с использованием Фабри-Перо пленок макропористого кремния

Аннотация

Оптические методы диагностики вирусов имеют значительные преимущества по сравнению с другими аналитическими методами благодаря простоте получения сигнала сенсорного отклика. Респираторные инфекции являются наиболее распространенными заболеваниями человека, а острые респираторные вирусные инфекции могут быть вызваны вирусом гриппа, коронавирусом, респираторно-синцитиальным вирусом, вирусами парагриппа или респираторными аденовирусами. В представленной работе впервые продемонстрирована возможность обнаружения вирусов, на примере вируса гриппа А, по изменениям в спектрах полного отражения пленок макропористого кремния (макро-ПК). Пленки макро-ПК с размером пор около 100 нм изготавливали электрохимическим травлением подложек кристаллического кремния. Пористость образцов, рассчитанная с помощью модели эффективной среды Бруггемана, составила 75%. Методом электронной микроскопии показано, что такие высокопористые пленки адсорбируют на своей поверхности и в порах 50-100 нм вирусы. При этом эффективность адсорбции значительно увеличивается после функционализации поверхности наноструктур моноклональными антителами, обеспечивающими специфическое связывание вирусов с наноструктурами. Спектры отражения макро-ПК демонстрируют серию интерференционных полос, амплитуда которых резко изменяется при адсорбции вирусов. Полученные результаты демонстрируют возможность простого и эффективного оптического метода диагностики вирусов с использованием интерференции Фабри-Перо в пленках макро-ПК.