Notre recherche vise à développer de nouveaux outils pour détecter des molécules uniques par diffusion ou source Raman améliorée en surface. C’est la seule technique qui fournit une empreinte chimique d’une molécule et qui est suffisamment sensible pour détecter des molécules uniques. De cette façon, des informations mécanistes détaillées sur les réactions chimiques peuvent être obtenues.

Les nanostructures d’origami d’ADN ont été utilisées pour positionner avec précision les nanoparticules plasmoniques et les molécules cibles. Et cela est nécessaire parce que la diffusion Raman améliorée provient d’un petit volume nanométrique entre les nanoparticules que nous appelons points chauds. Et nous avons maintenant créé une nouvelle nanoantenne d’origami d’ADN plasmonique, exactement dans ce but.

Le principal défi consiste à placer les molécules cibles dans de tels points chauds entre deux nanoparticules et à collecter des données Raman à partir d’une structure de nanoantenne. Pour collecter de grandes quantités de données et une corrélation efficace entre la microscopie à force atomique, une spectroscopie Raman doit être effectuée. Les nanoantennes d’origami d’ADN plasmonique permettent une production reproductible d’un grand nombre de dimères plasmoniques dans lesquels la molécule cible est positionnée avec précision entre les nanoparticules dans le hotspot.

Et grâce à une corrélation des données AFM et Raman, nous pouvons maintenant nous assurer qu’il n’y a qu’une seule molécule détectée. Maintenant, nous pouvons suivre des molécules uniques telles que des molécules de colorant ou des protéines en temps réel, et leur comportement dans les points chauds et leurs réactions aux changements chimiques dans l’environnement. Par exemple, le changement de l’état de spin de molécules humaines individuelles a récemment été surveillé.

À l’avenir, nous visons à surveiller les réactions chimiques au niveau moléculaire unique et à étudier leurs mécanismes de réaction. De plus, nous pouvons utiliser cette technologie pour détecter des biomolécules médicalement pertinentes avec une très haute sensibilité.