Naukowcy z Politechniki Warszawskiej i Sieci Badawczej Łukasiewicz – Instytutu Mikroelektroniki i Fotoniki pracują nad platformą, która pozwoli wykryć raka w bardzo wczesnym stadium. Wykorzystują do tego wyjątkowe właściwości światła i nanomateriały węglowe.
Światłowody kojarzą się przede wszystkim z zastosowaniami w telekomunikacji, ale w ostatnich latach stają się coraz bardziej popularne także w naukach przyrodniczych. Przy odpowiedniej konfiguracji używa się ich jako bardzo czułych czujników do wykrywania nawet niewielkich ilości komórek biologicznych lub jako elastycznych źródeł światła umożliwiających badanie tkanek. Pozwala to m.in. na wczesne diagnozowanie chorób. Okazuje się, że nowe materiały oparte na węglu (takie jak grafen i nanorurki węglowe) oddziałują ze światłem w tak niezwykły sposób, że pozwalają uzyskać jeszcze lepsze czujniki i źródła światła.
W projekcie CHARMING postanowiono połączyć te wyjątkowe właściwości światłowodów i nanomateriałów węglowych. Międzynarodowy, interdyscyplinarny zespół tworzy platformę, z nową klasą czujników i systemów, które można zastosować do wykrywania i obrazowania biomedycznego. W szczególności dotyczy to rozpoznawania komórek rakowych z niespotykaną dotąd czułością. W pracach biorą udział specjaliści z czterech belgijskich uczelni (Vrije Universiteit Brussel, Universiteit Antwerpen, Université Libre de Bruxelles i Université de Mons) oraz dwóch polskich instytucji: Politechniki Warszawskiej i Sieci Badawczej Łukasiewicz – Instytutu Mikroelektroniki i Fotoniki. Naukowcy z Wydziału Fizyki PW odpowiadają za wytworzenie i charakteryzację materiałów dwuwymiarowych, w szczególności grafenu oraz siarczku molibdenu (MoS2), na światłowodach i chipach fotonicznych. Badacze z Politechniki Warszawskiej od lat pracują z tymi materiałami.
Grafen składa się z podobnej do arkusza pojedynczej warstwy atomów węgla, podczas gdy nanorurki to puste rurki w nanoskali, zwinięte z tego samego arkusza węgla. Te wyjątkowe materiały oddziałują ze światłem, wzmacniając pole elektryczne oraz pochłanianie niewielkiej ilości wchodzącego światła (2.3%). To pozwala uzyskać bardziej czułe czujniki – tłumaczy dr Iwona Pasternak, dodając, że przy diagnozowaniu raka, gdy tak dużą rolę odgrywa sam moment wykrycia choroby, to często kluczowa kwestia.
Z kolei Łukasiewicz – Instytut Mikroelektroniki i Fotoniki jest w tym projekcie odpowiedzialny za opracowanie unikalnych metod nanoszenia grafenu na struktury fotoniczne.
Naszym zadaniem jest również opracowanie innowacyjnych metod oceny jakości grafenu, w tym nowych protokołów charakteryzacji strukturalnej czy metod klasyfikacji i standaryzacji. W instytucie poświęcamy szczególną uwagę rozwojowi metod diagnostycznych pozwalających na kompleksową ocenę potencjału grafenu w zastosowaniach biomedycznych – zaznacza dr Tymoteusz Ciuk, lider grupy badawczej Grafen i Kompozyty w Łukasiewicz – IMiF.
Więcej informacji o projekcie na stronie b-phot.org.
MK, źródło: PW, IMiF