Создан оптический биочип для быстрого обнаружения признаков рака, токсинов и вирусов

Исследователи разработали метаповерхность, предназначенную для обнаружения большого количества различных молекул.

Инженеры из Стэнфордского университета разработали чувствительный крошечный кремниевый биочип, который может обнаруживать большое количество разнообразных молекул. Технология подойдет для медицинских тестов, в том числе для клинического анализа и поиска маркеров рака или признаков различных вирусных и бактериальных инфекций.

Принцип работы технологии основан на методе оптического обнаружения молекул с помощью метаповерхности, состоящей из небольших кремниевых блоков. Каждый такой массив представляет собой прямоугольный параллелепипед с блоками 500 нм в высоту, 600 нм в длину и 160 нм в ширину.

Конструкция и принцип работы метаповерхности. Изображение: Jack Hu et al., Nature Communications

Кремниевые блоки фокусируют ближний инфракрасный свет на своей верхней поверхности благодаря субволновым наноантеннам. Это позволяет базовому оптическому микроскопу измерять сдвиг длины волны света, исходящего от каждого кремниевого блока, который варьируется в зависимости от молекул, расположенных на них.

Чтобы проверить точность метода, исследователи прикрепили фрагменты одноцепочечного гена длиной 22 нуклеотида к силиконовым коробкам и погрузили массив в буферный раствор. Когда в раствор вводили комплементарные нити ДНК, они тут же присоединялись к связанным, сдвигая длину волны света от каждого параллелепипеда.

Большинство сенсоров для генетических тестов основаны на мониторинге поглощения или излучения света целевыми молекулами, предназначенными для связывания с геном-мишенью. Но в этих методах используется полимеразная цепная реакция для создания множества копий перед попыткой ее идентификации. Это увеличивает стоимость и срок тестирования. Чувствительные метаповерхности, напротив, позволяют обнаружить даже небольшое количество молекул.


Читать далее:

Оказалось, что уровень сахара в крови снижает популярный в России напиток

Всего 25 минут активности в день помогут пожилым избежать опасного синдрома

Выяснилось, какие орехи снижают холестерин и сколько их надо есть в день

На обложке: фотографии метаповерхности. Изображение: Jack Hu et al., Nature Communications

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Астрономы сфотографировали «детство Вселенной» до появления галактик
Космос
Прощальные кадры: лунный модуль сфотографировал закат на Луне
Наука
Гены загадочных предков людей повлияли на работу мозга, показало исследование
Наука
В Петербурге открыли лабораторию для создания компьютеров, которые имитируют работу мозга
Наука
Телескоп «Евклид» показал 26 млн галактик: опубликованы первые результаты миссии
Космос
Крошечных морских животных увеличили в пять раз, чтобы рассмотреть их клетки
Наука
В Сеченовском Университете появится «умная» операционная 
Новости
Операторы связи начали заменять китайское оборудование на российское
Новости
В России хотят обязать использование отечественных процессоров для ИИ
Новости
Посмотрите на первого робота-гуманоида Nvidia в действии
Новости
Образцы с обратной стороны Луны показали, какой она была в прошлом
Космос
Морские интернет-кабели научились «прослушивать» на предмет саботажа
Новости
Нового рекорда на термоядерном синтезе добились в России
Наука
Российские ученые разработали материалы для памяти будущего  
Наука
Выяснилось, какие мутации ДНК ускоряют старение  
Наука
«Суперджет» с российскими двигателями ПД-8 впервые поднялся в воздух
Новости
Светочувствительные нановолокна ускорили рост нейронов  
Наука
ChatGPT может «заболеть» тревожностью и депрессией, но есть способ его «успокоить»  
Новости
Москва сократила выбросы углерода на 190 000 тонн благодаря электробусам  
Новости
Игуаны совершили рекордное путешествие миллионы лет назад: они проплыли по океану 8 000 км
Наука