Executive Summary
Obiectivul acestei proiect a fost de a fabrica o platformă senzoristică pe bază de filme subțiri de oxid de zinc (ZnO) și argint (Ag), cu elemente periodice la scară nanometrică, destinată detecției markerilor specifici bolilor neurodegenerative.
În primă instanță, a fost identificat substratul polimeric și flexibil cel mai compatibil și potrivit pentru depunerea prin tehnica cu ablație laser (PLD) a filmelor subțiri de ZnO cu structură granulară și de Ag, prin metoda de tip magnetron sputtering (MS), cât și pentru transferul rețelelor de nanotrenches și nanopillars de pe matriță. A fost optimizat și aplicat cu succes un protocol dedicat pentru fabricarea de nanostructuri periodice de tip nanotrenches folosind litografia de nanoimprint (NIL), rezultând două produse noi pe bază de rețele de nanotrenches și nanopillars acoperite cu filme subțiri de ZnO și Ag depuse prin PLD și MS. A fost determinată grosimea optimă a filmului de Ag și tipul potrivit de nanostructuri periodice pentru o limită de detecție SERS cât mai mică la identificarea unei molecule analit (cristal violet) și a unui neuromarker (în acest caz a fost utilizată molecula de dopamină DA), similară cu concentrația lui în mediul biologic. Atât cu nanoplatformele SERS cu ZnO@Ag pe bază de nanotrenches, cât și în cazul celor pe bază de nanopillars au fost detectate soluțiile de CV la o concentrație de ordinul de nanomolar și a fost calculat un factor analitic de amplificare de ordinul 106. Aceeași concentrație a fost detectată și în cazul neuromarkerului DA, doar cu nanoplatforma de ZnO@Ag 7 nm pe bază de nanotrenches. Aceasta a fost utilizată și în experimentele SERS de detecție de DA în fluide simulate și de probe biologice extrase din șoricei sănătoși și cu boala Parkinson (BP) indusă. În cazul detecției SERS a DA în lichid cerebrospinal artificial s-a obținut o limită de detecție de 10 µM și s-a calculat un factor analitic de amplificare SERS de 7×104.
În final, au avut loc experimente de inducere a bolii Parkinson la șoareci de laborator, prin administrarea neurotoxinei MPTP. Fragmente de cortex și țesut striat, extrase din șoareci de laborator sănătoși și cu BP indusă au fost detectate cu succes prin spectroscopie SERS și diferențiate prin analiza componentelor principale, punând în evidență capabilitatea spectroscopiei SERS ca instrument de diagnostic și diferențiere a bolii Parkinson.