Для биосенсоров создан чип из графена толщиной в один атом углерода

Исследователи разработали тестовый чип с использованием графена, листового материала толщиной в один атом углерода. Чип имеет батутную структуру с узким зазором до 1 микрометра, образованную под одноатомной пленкой графена, и может специфически улавливать биомаркеры — белки, содержащийся в жидкостях организма, таких как кровь, моча или слюна, которые выделяются при различных заболеваниях. Об этом сообщает Nanoscale Advances.

Биомаркер, адсорбированный графеном, генерирует силу, которая деформирует графен в форму купола. Таким образом, группе удалось обнаружить величину деформации как изменение цвета, используя интерференционные свойства света.

Измерительное устройство для простого и быстрого обследования заболевания чрезвычайно важно для точной диагностики, проверки терапевтических эффектов и исследования рецидивов и метастазирования. Если болезни можно исследовать с использованием очень небольшого количества жидкостей организма, таких как кровь или моча, физическое состояние можно просто, быстро и дешево контролировать.

Также была исследована методика определения наличия или отсутствия заболевания путем специфического улавливания биомаркера на гибко деформируемой тонкой пленке, сформированной с использованием методов микрообработки полупроводников. Исследовательская группа разработала сенсорную технику для обнаружения деформации пленки, вызванной, когда молекула маркера адсорбируется в виде изменений цвета. Когда толщина пленки для адсорбции биомаркера уменьшается, чувствительность этого чувствительного элемента может быть увеличена.

Деформация пленки и изменение интерференционного цвета при адсорбции молекулы на взвешенном графене.

В предыдущем исследовании, в котором использовался суспендированный графен в форме мостика, однако, измерялись изменения во время физической адсорбции молекулы в суспендированный графен, и было сложно конкретно определить молекулу, подлежащую измерению. Что касается причины этого, считается, что поскольку модификация с использованием антител для распознавания и специфического связывания молекул обычно проводится в растворе, суспендированная структура графена была разрушена во время обработки раствором.

Исследовательская группа, таким образом, создала батутную структуру, в которой неровности субстрата были покрыты графеновым листом в виде суспендированной структуры графена, которая могла противостоять обработке раствором и была способна модифицировать графен молекулой антитела. Поверхность графена была функционализирована молекулой антитела для обеспечения способности распознавать молекулу, и был получен сверхчувствительный биосенсор, который может специфически обнаруживать биомаркер.

Метод обнаружения света, уникальный для исследовательской группы, использовался в качестве метода обнаружения биомаркера, связанного с поверхностью графена. В зазоре менее 1 микрометра между подвешенным графеном и полупроводниковой подложкой цвет изменяется в зависимости от длины зазора под воздействием света. Используя этот эффект, появление молекулы, адсорбированной на суспендированном графене в исследуемом растворе, было выявлено по изменению цвета.

Согласно методике биосенсинга, разработанной на этот раз, ожидается, что чувствительность на единицу площади будет улучшена в 2000 раз по сравнению с обычными датчиками.

В дополнение к анализам крови, исследовательская группа также исследовала химический сенсор для обнаружения запахов и химических веществ и считает, что сенсор может быть применен к новому компактному сенсорному устройству, вносящему вклад в общество IoT. Датчик можно применять для обнаружения различных биомаркеров, а также для обнаружения вирусов путем изменения молекул зонда, модифицирующих поверхность графена.

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Хокинг предсказал гибель Земли: оказалось, НАСА сочло угрозу реальной
Наука
Создатель Ethereum признал свои ошибки и решил изменить криптовалюту
Новости
«Ред ОС 8» заработала на Arm-платформах — теперь и на «Байкале»
Новости
Компания Цукерберга использовала уязвимость подростков для рекламы
Новости
Старая модель не работает: ученые ищут новые объяснения устройства Вселенной
Космос
Пыльцевая буря накрыла центр России: что это и как защититься аллергикам
Наука
3400-летние артефакты загадочного племени нашли на вершине потухшего вулкана в Венгрии
Наука
На 3D-принтере напечатали электрод, который работает эффективнее ЭЭГ
Наука
Древесная стружка и ветки: открыт необычный способ мумификации с удивительной эффективностью
Наука
Физики MIT наблюдали квантовые взаимодействия между атомами
Наука
В Перми предложили способ очистки побережья от последствий разлива нефти
Наука
«Уэбб» заглянул сквозь дымку, окутывающую популярные и загадочные экзопланеты
Космос
Хирурги впервые удалили опухоль позвоночника через глазницу
Наука
Не только в небе: птерозавры ходили бок о бок с динозаврами, выяснили ученые
Наука
Синтезирована молекула, «которая может заменить кремний в микроэлектронике»
Наука
Меньше вспышек, больше бурь: ученые рассказали об активности Солнца в первые месяцы года
Космос
Находка на Кавказе опровергает теории о примитивности неандертальцев
Наука
Астрономы раскрыли тайну магнитаров: эти звезды заполняют Вселенную золотом
Космос
Антидот от 13 ядовитых змей получили из крови донора, которого укусили 856 раз
Наука
Телескоп «Чандра» наблюдал причину «перелома кости» в центре Млечного Пути
Космос