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

 

Травление зонда для СЗМ NanoEducator
Травление зонда для СЗМ NanoEducator

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Морзе для металлов с графеном и силиценом. Нанокомпозит растет и упрочняется, используя CO2 из окружающего воздуха и солнечный свет. Рассеяние – не проблема, а возможность точных измерений. Электрическое управление скирмионной фазой. Академик Борис Патон отмечает 100-летний юбилей.

В Москве состоялась 12-я церемония вручения национальных стипендий L'oreal-Unesco «Для женщин в науке»
26 ноября в Москве в Государственном музее изобразительных искусств имени А.С. Пушкина прошла 12-я церемония вручения национальных стипендий L'ORÉAL-UNESCO «Для женщин в науке». Десяти молодым российским женщинам-учёным вручены стипендии, призванные помочь талантливым и перспективным специалистам в различных областях знаний развивать свою научную карьеру в России.

Открыта регистрация на заочный этап Межрегионального химического турнира
Открыта регистрация на заочный этап Межрегионального химического турнира. Химический турнир – это командное творческое соревнование для школьников в формате мини-конференции. Команда может состоять из 4 - 6 человек, зарегистрироваться можно до 15 декабря включительно. Тема химического турнира этого учебного года – «Химия и океан».

Эффект лотоса
Никельшпарг Эвелина Ильинична
Кратко и поэтично об одном из самых известных эффектов, который так любят школьники и участники наноолимпиады - об эффекте лотоса...

Рентгеновская микроскопия
А.В.Афонин, Мельников Геннадий Семенович
В предлагаемом кратком обзоре сделана попытка оценки возможностей применения рентгеновских методов анализа регулярных структур. Обзор может быть полезен участникам наноолимпиады и всем, кто интересуется современными методами анализа и их последовательным развитием.

Как работает оптический нанопинцет
Богданов Константин Юрьевич
Оптический (или лазерный) пинцет представляет из себя устройство, использующее сфокусированный луч лазера для передвижения микроскопических объектов и удержания их в определённом месте. Автор этой статьи постарается в популярной форме ответить на вопрос - почему некоторые частицы, оказавшись в лазерном луче, стремятся в ту область, где интенсивность света максимальна, т.е. в фокус. И это устройство теперь связано с Нобелевскими премиями навечно!

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.