Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
(А) Геометрия нанопоры в твердотельной мембране. (B) Пора в биологической мембране

Нанопоры полупроводниковых мембран как аналоги ионных каналов живых клеток

Ключевые слова:  периодика, полупроводник

Опубликовал(а):  Зайцев Дмитрий Дмитриевич

14 июля 2007

Протеиназные нанопоры, служащие в качестве каналов, регулирующих поток ионов через клеточную мембрану, на протяжении последних десяти лет вызывают огромный интерес ученых.

Было сделано множество попыток создать синтетический аналог биологического канала. Для этого использовались диэлектрические мембраны, в которых высокоэнергетическими ионами, либо электронными пучками вытравливались нанопоры. Однако такие каналы были электроизолирующими, что делало электростатический контроль концентрации ионов внутри поры или их потока через нее невозможным.

Ученые из Института Передовой Науки и Технологий Бекмена и отделения Компьютерной и Электрической Инженерии Университета Иллинойса (Beckman Institute for Advanced Science and Technology, Department of Electrical and Computer Engineering University of Illinois) предложили использовать полупроводниковые мембраны, состоящие из двух пространственно разделенных слоев допированного кремния (толщина каждого слоя – 12 нм) с проводимостью n и p типа. Поры имеют форму двойного конуса с внутренним радиусом 1 нм и радиусами внешних отверстий 6 нм. Вся поверхность мембраны, включая нанопоры, покрыта слоем SiO2 толщиной 8 Å, который имеет постоянный отрицательный заряд.

Известно, что для того, чтобы проявлять селективность или быть способным к ректификации, канал должен быть электрически ассиметричным относительно плоскости мембраны. Электростатический потенциал предложенных мембран положителен со стороны слоя с n-типом проводимости и отрицателен со стороны слоя с р-типом проводимости. Такое строение мембраны позволяет усилить модуляцию проводимости за счет изменения потенциального рельефа внутри каналов. Вследствие существования частичного дипольного заряда на поверхности мембраны, p-n-переход вызывает появление дипольного ионного заряда в нанопоре, перестраиваемого с помощью электрического подмагничивания области перехода. Это приводит к значительному повышению способности мембраны к ионной фильтрации и ректификации.

Данная технология может быть использована для детектирования отдельных молекул и секвенирования ДНК: магнитно изменяя потенциальный рельеф мембраны можно протащить молекулу ДНК через нанопору, а р-n-переход использовать для детектирования изменения электрического сигнала, так как каждая пара азотистых оснований несет различный заряд. Такое применение мембран очень перспективно, так как может нести в себе большую экономическую выгоду.


Статья опубликована в Nano Letters.


Источник: American Chemical Society, Nanowerk




Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Новонаногоднее 2015
Новонаногоднее 2015

4 февраля объявили лауреатов V Всероссийской премии «За верность науке»
4 февраля в здании Минобрнауки РФ состоялась торжественное награждение лауреатов V Всероссийской премии «За верность науке». 11 научно-просветительских проектов были отмечены престижной наградой.

Всероссийский съезд учителей и преподавателей химии
5 февраля в Московском университете в Шуваловском корпусе МГУ состоится Всероссийский съезд учителей и преподавателей химии, посвященный Международному году Периодической таблицы химических элементов, начало - 10 часов.

II Всероссийский химический диктант пройдет 18 мая 2019 года
В 2019 году периодическому закону Дмитрия Менделеева исполнится 150 лет! В честь великого открытия этот год объявлен Международным годом Периодической таблицы химических элементов. Одним из наиболее ярких событий, приуроченных к этому году, станет II Всероссийский химический диктант, который пройдет 18 мая и который в этом году выходит на международный уровень. Мероприятие было анонсировано в рамках церемонии открытия Международного года Периодической таблицы химических элементов 29 января 2019 года в Париже, в штаб-квартире ЮНЕСКО.

Самые необычные таблицы Менделеева на выставке Международного года Периодической таблицы химических элементов

6-8 февраля в Российской академии наук состоялось торжественное открытие Международного года периодической таблицы химических элементов в России и приуроченная к этому масштабная интерактивная выставка

Почувствовать живое...
Е.А.Гудилин, А.А.Семенова, Н.А.Браже
Неразрушающее исследование живых клеток и клеточных структур является в настоящее время важным направлением научных изысканий, которые во многих зарубежных и российских научных группах направлены на достижение вполне прагматической цели – разработку новых принципов биомедицинской диагностики и эффективных подходов в нарождающейся персональной медицине.

Российская газета: Перевернуть пирамиду. Президент РАН: как повысить наши шансы на Нобеля
Юрий Медведев
Почему Россия по числу Нобелей отстает от ведущих стран мира, уступая, например, даже маленькой Швейцарии? Замалчиваются ли достижения отечественных ученых? Почему без привлечения в науку российского бизнеса мы не сможем успешно конкурировать в борьбе за престижную научную премию? Об этом корреспондент "РГ" беседует с президентом РАН Александром Сергеевым, который побывал в Стокгольме на вручении Нобелевских премий и поделился своими впечатлениями.

Инновационные системы: достижения и проблемы
Олег Фиговский, Валерий Гумаров

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.