איים של זהב

01.12.2002
 
פרופ' ישראל רובינשטיין וד"ר אלכסנדר וסקביץ'. משקיעים זהב
 
 
פיתוח וייצור חישנים המסוגלים לחוש ולזהות חומרים שונים, גם בריכוזים נמוכים מאוד, הוא אחד מהתחומים הלוהטים ביותר באחרונה בחזית הטכנולוגיה. השימושים בחישנים מסוגים שונים מתחילים בתעשייה, עוברים דרך עולם הרפואה המתקדמת, ומסתיימים, כמובן, בתחומי הבטיחות והביטחון. חישן נחשב לטוב ומוצלח יותר ככל שהוא מצליח לזהות את החומר המבוקש בדייקנות רבה יותר, על בסיס הימצאות של כמות קטנה יותר של החומר (לעתים עד כדי מולקולות בודדות). צעד חשוב בכיוון הזה עשו באחרונה פרופ' ישראל רובינשטיין וד"ר אלכסנדר וסקביץ' מהמחלקה לחקר חומרים ופני שטח במכון ויצמן למדע, בשיתוף עם תלמיד המחקר (דאז) ד"ר גרגורי קליוז'ני והחוקרת הבתר-דוקטוריאלית ד"ר מרי אן שניוייס. ממצאי המחקר הזה פורסמו באחרונה בכתבי העת המדעיים Journal of the American Chemical Society ו- Chemistry- A European Journal .
 
כללית, חישן מורכב משתי יחידות עיקריות. הראשונה היא היחידה המזהה את החומר המבוקש. יחידה זו עשויה להתבסס, למשל, על נוגדנים המותאמים להיקשר לחומר מוגדר. היחידה השנייה מקבלת את המידע מ"יחידת ההכרה", ומדווחת על הממצא למפעיל האנושי. השיטה החדשה שפיתחו פרופ' רובינשטיין, ד"ר וסקביץ' וחבריהם מאפשרת לבנות יחידות מדווחות שעשויות לפעול במשולב עם "יחידות הכרה" רבות ושונות.
 
השיטה מבוססת על נידוף זהב, והשקעתו על גבי משטח שקוף (כגון זכוכית, או חומרים פלסטיים שונים), בשכבות דקיקות כל כך, עד שהן יוצרות מעין איים של זהב, שהם, למעשה, כמעט שקופים. שקיפותם של איי הזהב מאפשרת לחוקרים לשגר קרן אור שתעבור מצד אחד של המצע השקוף אל צדו האחר, שם אפשר למדוד את עוצמתה ואת ספקטרום אורכי הגל שמרכיבים אותה.
 
איי הזהב בולעים חלק מהאור, ובכך הם משפיעים על העוצמה ועל אורכי הגל של האור שמתקבלים מצדו השני של ההתקן. בתחילת הפעולה מודדים החוקרים את ההשפעה הזאת, ומסמנים אותה כמידת ה"אפס" של המערכת. בשלב הזה מחברים לזהב "יחידת הכרה" כלשהי (למשל, נוגדנים הנקשרים אך ורק למולקולות של חומר רעיל מסוים). כך, כאשר הנוגדנים יזהו את המולקולות של החומר הרעיל הזה, הם יגרמו לשינוי בדפוס בליעת האור של הזהב, דבר שיתבטא מיד במאפייני האור (עוצמה והתפלגות אורכי הגל), שיימדדו בצדו השני של ההתקן. שינוי כזה יודיע למפעיל האנושי שהחישן זיהה את החומר הרעיל. דרך השקעתם של איי הזהב, שפיתחו פרופ' רובינשטיין, ד"ר וסקביץ' וחבריהם, ולימוד הדרך שבה השכבות הדקות האלה משפיעות על האור העובר דרכן, הם המאפשרים בניית יחידות מדווחות שעשויות להתאים ליצירת חישנים כימיים וביולוגיים מסוגים שונים. חברת "ידע", העוסקת בקידום יישומים תעשייתיים על בסיס פירות מחקריהם של מדעני המכון, הגישה בקשה לרישום פטנט על השיטה החדשה.
 

לשיתוף:

 

 

 

 

פודקאסטים
אינסטגרם