Устройство представляет собой красную пластину (цвет придают молекулы гемоглобина) с несколькими встроенными оптическими элементами, например дифракционной решёткой, расщепляющей белый свет на составляющие. Каждый из показанных здесь квадратиков является отдельным сенсором на кислород (фото Porter Gifford). Получаются простейшие сенсоры кислорода. По мере поглощения этого элемента из капли крови, нанесённой одним из учёных, пластинка меняет цвет. Как следствие, меняются характеристики проходящего сквозь сенсор света. Их регистрирует фотодиод. Ловить можно и глюкозу, и маркеры онкологических заболеваний, и продукты, выдающие присутствие определённых бактерий. Под действием вещества окраска крыла бабочки меняется радикальным образом (кадр из видео с сайта technologyreview.com).
Однако результатом всей этой работы станут не только лабораторные чувствительные элементы. Оменетто уже создал устройство, которое перенаправляет свет от поверхности кожи к сенсору и обратно, где его показатели считывает фотодетектор. Такие структуры можно будет вживлять после операций по удалению опухолей (мониторинг развития осложнений и повторного развития патологических процессов), во время трансплантации органов и тканей (для контроля над приживаемостью). Со временем сенсоры растворятся в организме, как хирургические нити и создаваемые Капланом каркасы биологических тканей. В планах учёных создание сенсоров с более радикальной сменой цвета (заметной невооружённым глазом). На разработку таких устройств Фьоренцо вдохновили бабочки морфиды, у которых цвет крыльев определяется не пигментацией, а структурой микроскопических белковых палочек. Под действием молекулы-цели менялись бы положение наноструктур и общий цвет сенсора. По словам Оменетто, данная разработка – лишь вопрос времени, так как единственное препятствие на пути к таким более информативным сенсорам – это создание подходящих форм-заготовок.
|