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

 

Поры в InP
Поры в InP

Интервью с участниками, авторами задач и организаторами XIII Олимпиады
Предлагаем ознакомиться с подборкой видеороликов - миниинтервью, взятых в течение очного тура XIII Всероссийской Интернет-олимпиады по нанотехнологиям "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" (25 - 30 марта 2019 года).

Неделя Олега Лосева
Портал RSCI.RU и инициаторы проведения "Недель Олега Лосева" приглашают все вузы и факультеты физико-технологического и радиоэлектронного профиля к участию в первой Неделе Олега Лосева в Рунете, посвященной Олегу Владимировичу Лосеву - признанному пионеру полупроводниковой электроники и оптоэлектроники.

Магистратура Московского университета по химической технологии
Химический факультет МГУ имени М.В.Ломоносова объявляет о приеме в магистратуру "Химическая технология" для подготовки специалистов в области полимерных композиционных материалов, углеродных материалов, защитных покрытий.

Интервью с Константином Козловым - абсолютным победителем XIII Наноолимпиады
Семенова Анна Александровна
Школьник 11 класса Константин Козлов (г. Москва) стал абсолютным победителем Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" 2018/2019 по комплексу предметов "физика, химия, математика, биология". О своих впечатлениях, увлечениях и немного о планах на будущее Константин поделился с нами в интервью.

Микроэлементарно, Ватсон: как микроэлементы действуют на организм
Алексей Тиньков
Как на нас воздействуют кадмий, ртуть, цинк, медь и другие элементы таблицы Менделеева рассказал сотрудник кафедры медицинской элементологии РУДН Алексей Тиньков в интервью Indicator.Ru

Зимняя научная конференция студентов 4 курса ФНМ МГУ 22-23 января 2019 г.
Сафронова Т.В.
Настоящий сборник содержит тезисы докладов зимней научной студенческой конференции студентов 4-го курса ФНМ

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.