Графеновые биосенсоры для диагностики болезней придумали в Новосибирске
Разработка пригодится и для других приложений: охлаждения чипов в микроэлектронике и систем струйной печати водными растворами при формировании активных чувствительных слоев в биологических сенсорах.
В лаборатории физических основ энергетики ФФ НГУ разрабатывают* прототипы сенсоров на основе графена**, позволяющих оценивать состав капли биологической жидкости по динамике ее испарения.
<...> Непосредственно текущие исследования лежат в подобласти анализа состава и динамики высыхающих капель. Уже сейчас существуют работы, в которых по анализу структуры осадков высохших капель определяют некоторые заболевания. Например, высохшие капли слюны здоровой коровы и коровы, больной бешенством, существенно отличаются. Очевидно, наличие патогенов будет влиять и на динамику испарения жидкости. Соответственно, основная идея заключается в том, чтобы создать относительно простой сенсор, позволяющий оценивать состав капли биологической жидкости по динамике ее испарения, — рассказал руководитель проекта, с. н. с. кафедры физики неравновесных процессов ФФ НГУ, кандидат физико-математических наук Владимир Андрющенко.
Для этого ученые исследуют динамику испарения капель на различных подложках, покрытых графеном. При моделировании соответствующей системы методом молекулярной динамики основной акцент делается на выяснении механизмов, влияющих на процесс, уточнили в пресс-службе.
В нашей группе отработаны методики CVD синтеза графена, переноса на различные подложки, анализа структуры поверхностей. Относительно недавно нами было показано, что графен существенно меняет проводимость при контакте с водой. Более того, оказалось, что графен также чувствителен не только к присутствию жидкости, но и к наличию ее потока. Поэтому естественным предположением было наличие подобного эффекта и для испаряющихся капель. Основной вопрос на первом этапе заключался в том, достаточно ли чувствителен графеновый датчик для определения изменений, характерных для испаряющихся капель. Забегая вперед, скажу, что да, наши предположения подтвердились. Кроме того, у нашей группы есть существенный опыт молекулярно-динамического моделирования, в том числе и биологических систем, что может существенно помочь нам разобраться в физике изучаемых процессов, — объяснил Андрющенко.
В перспективе усилия ученых будут направлены на создание рабочего датчика с максимальной чувствительностью и селективностью к составу контактирующей с ним жидкости. По словам Андрющенко, на данном этапе необходимо приблизительно оценить диапазон применимости датчиков и продолжить разбираться в молекулярных механизмах, ответственных за их функционирование.
Сама по себе актуальность создания электронного «языка» очевидна. Однако объективные сложности в изучении и создании данной системы не позволяют достичь существенных продвижений в данной области. К основным проблемам можно отнести одновременное обеспечение достаточной чувствительности, селективности и компактности создаваемых сенсоров. Данное обстоятельство обусловлено в коллективном взаимодействии всех молекул жидкости с создаваемыми устройствами. Продемонстрированная нашим коллективом принципиальная работоспособность подобных датчиков позволяет нам находиться на уровне передовых исследований, — объяснил ученый.
СПРАВКА
*Работы проводятся в рамках гранта РНФ «Развитие научных основ создания биосенсоров на базе графена».
**Графен идеально подходит в качестве рабочей поверхности для различных сенсоров, так как обладает высокими прочностными характеристиками, химической и термической стойкостью, а также высокими коэффициентами теплопроводности и электропроводности. Будучи двумерным материалом он автоматически обеспечивает компактность создаваемого датчика, а, учитывая его упругость, и гибкого датчика.
Поделиться
Качество жизни
| Мнения
| ВИКИ — биографии персон и справки о компаниях
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Самое читаемое
Юань обошел доллар в расчетах уральского бизнеса, проходящих через А7 
Нарастающий дефицит топлива приведет к росту инфляции — Банк России 
«Люди ждут, что им помогут, некоторые потеряли все»: Урал продолжает борьбу с паводком 
Количество vs качество: в РФ могут возобновить выпуск «Евро-2», чтобы насытить рынок 
С ЕКАД осталось два легальных съезда: логисты не понимают, как заезжать в Екатеринбург