Kutatóink elméleti modellezéssel és egyedi molekula lokalizációs mikroszkópiai technikával karakterizálták fém nanogömbökhöz kötött szerves festékmolekulák sugárzásának polarizációfokát.

A jelenség alapja, hogy a plazmonikus nanorészecskék kölcsönhatnak a fluoreszkáló molekulákkal, jelentősen befolyásolva azok sugárzását. Azonban ez a kölcsönhatás erősen függ a festékmolekula irányultságától, és számos kísérleti alkalmazásnál (például folyadék közegben) a molekula forgása jóval rövidebb időskálán történik (nanoszekundum), mint a detektálás (milliszekundum). Ennek leírására dolgoztak ki egy összetett számítógépes modellszámítást, egy egyszerűsített, szemléletes elméleti modellt, és kísérleti módszereket is. Ezek segítségével megmutatták, hogy ilyen rendszerben még szabadon és gyorsan forgó molekulák esetén is magas polarizációfokú lesz a sugárzás.

Kutatásuknak és a kifejlesztett metodikáknak köszönhetően jobban érthetővé vált a szabadon forgó molekulák és plazmonikus nanorészecskék kölcsönhatása, amivel akár a plazmonika gyakorlati alkalmazásaihoz – mint például biomolekula-detektálás – is hozzájárulhatnak.

A „Using polarization sensitive SMLM to infer the interaction strength of dye-plasmonic nanosphere systems” címmel megjelent tanulmány ITT olvasható.

A borítóképen: A mérhető polarizációfok a festékmolekula gömbi nanorészecskén lévő pozíciójától függően.