Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Принципиальная схема биосенсора, связавшего молекулу-мишень:
1 - магнитная наночастица;
2,3 - конъюгат;
4 - белок-мишень;
5 - антитела, определяющие специфичность биосенсора;
6 - подложка - магнетосенсор.
Лабораторные испытания биосенсора.
Прототипный вариант устройства, представленный на конференции.

Чувствуешь? Здесь что-то есть...

Ключевые слова:  биочип, магнитные материалы, периодика, сенсоры

Опубликовал(а):  Павлов Александр Евгеньевич

12 декабря 2007

Многим биосенсорам требуются часы и дни для того, чтобы выдать результат. Стремительное развитие технологий в медицине и биологии требует устройств, способных провести анализ в течение нескольких минут или даже секунд. Результаты экспресс-анализа особенно важны при проведении хирургического вмешательства, когда действия врача часто зависят от их результатов. Одним из наиболее перспективных направлений в этой области является использование комбинации сверхчувствительных магнитных сенсоров и магнитных наночастиц.

Механизм действия подобных систем заключается в следующем: на поверхность магнитных наночастиц прививаются химические группы, которые способны связывать определенный класс биомолекул из пробы. После этого образовавшийся комплекс может адсорбироваться на подложку сенсора, покрытую “зондовыми” белками, специфично связывающими молекулы анализируемого соединения.

Передовые разработки в этой области принадлежат Менно Принсу (Menno Prins, Philips Research Laboratories), который представил их на конференции EMBO (European Molecular Biology Organization).

Устройство представляет собой пластинку длиной около 5 см, шириной 1 см и толщиной пару миллиметров. Оно состоит из двух сообщающихся камер, в одну из которых вводится изучаемый образец, а в другой находится среда с наночастицами и сенсором. Как только антигены пробы свяжутся наночастицами и антителами подложки, магнитное поле частиц будет зафиксировано сенсором с гигантским магнитосопротивлением.

Опытный выпуск устройства предполагается начать через 4-6 лет. По мнению автора изобретения, первыми, кто начнет использовать новые устройства, станут полицейские. В серии экспериментов было показано, что биосенсор способен за 1 минуту определять следовые концентрации морфина в слюне – 10 нанограмм в миллилитре.

Для справки: современные тест-системы способны достоверно определить концентрацию от 100 нг/мл. Рутинный лабораторный анализ (газовая хроматография, масс-спектрометрия) – от 30 нг/мл.

Существуют и другие принципы построения магнитных биосенсоров. Все они демонстрируют перспективность исследований подобного рода и создания легендарной Lab-on-a-chip.


Источник: Релиз фирмы Phillips



Комментарии
Классический сэндвичевый ИХА.
А способ детекции хорош.

Вот только детекция с флуоресцентными красителями по-моему всё-таки чувствительнее...
Ну это может быть, только где вы в таком маленьком чипе разместите спектрометр? Кстати, он не так уж и далек от газового сенсора, который открывает значительно большие возможности неинвазивного, дистанционного анализа. Вот вам и военные нанотехнологии!
Не надо про военных, пожалуйста
Shvarev Alexey Y, 12 декабря 2007 15:31 
Как это где? Неужели светодиоды, диффракционные решетки, и фотодиоды не умеют делать с помощью фотолитографии?
А мои коллеги давно уже изваяли световоды в PDMS lab-on-chip. Александр Ринатович абсолютно прав, флуоресценция минимум на порядок чувствительнее даже без охлаждения детектора. Оптические методы анализа перестают рулить в мутных средах, как например цельная кровь.
Так чего будут стоить такие устройства? Один только миниатюрный фотодиод стоит около 400 USD, а еще решетка, зеркала, линзы и детектор плюс простенький процессор. Все это не устойчиво к плаванию температур и вибрациям. И теперь представьте такой hi-tec в руках нашего блюстителя! А магнитный биосенсор - раз, есть поле, лампочка загорается. Нет поля - сидим спокойно и ждем. Тем более это создается не с целью моментального, точного аналитического исследования образца, а как метод детекции некоего порогового значения, под который он и "заточен". И по-моему заявленная система справится отлично!
Shvarev Alexey Y, 12 декабря 2007 15:55 
Вот кстати статья:
High-selectivity single-chip spectrometer in silicon for operationin visible part of the spectrum
Correia, J.H.; Bartek, M.; Wolffenbuttel, R.F.
Electron Devices, IEEE Transactions on
Volume 47, Issue 3, Mar 2000 Page(s):553 - 559
ВСЕ НА ЧИПЕ. 1$. Нет зеркал и линз. Фильтры Фабри-Перо из пленок. За 400$ можно уже вполне купить карманный спектрофотометер с кучей встроенных методов, на прошлом Питтконе лично вертел в руках три разных модели.
Магнитное детектирование антител ничем не отличается от флуоресцентного. там тоже такоэ же пороговое значение.
И точно также чувствительно к температуре. Зимой кстати работать не будет
Shvarev Alexey Y, 12 декабря 2007 15:55 
Дались всем эти военные! Если неймется возьмите лучше ВПХР, оденьте ОЗК и вперед,
воевать, с барабаном на шее.
Как это вы собрались определять табун зарин зоман фосген Ви-Екс, нужное подчеркнуть, антителами?
Уже давно лет десять назад на чипе изваяли газовый хроматограф и вовсю определяли всякую бяку.
Сколько нужно датчиков на фосген и сколько на глюкозу, газы и электролиты в крови (для скорой помощи,)или там, алкоголь, и морфин, а?
Так вообще ради чего все это? Надо просто все остальные напрвления забросить и двигаться в сторону создания карманного масс-спектрометра. И ни мутность пробы, ни температура, ничего не помешает знать все обо всем!
Shvarev Alexey Y, 12 декабря 2007 16:08 
Делают, поверьте делают. В американских аэропортах именно масс-спектрометры настольные стоят. Когда ваш лаптоп протирают бумажкой и суют ее в прибор... Увы и ах масс-спек не всемогущ. Не пробовали работать на масс-спектрометре со сложной пробой? А если надо определять нанограммы в литре? Как насчет той же глюкозы в крови? Или АКТИВНОСТИ ионов там же?
Алексей (извините за фамильярность, отчество для всех нас остается загадкой), так вынесите свой вердикт, эта статья и ведущиеся научные разработки в этой области, имеют право на жизнь?
Shvarev Alexey Y, 12 декабря 2007 17:09 
Конечно имеют. Скажем нижний предел обнаружения теста на беременность вполне таким образом можно улучшить на порядок.
Shvarev Alexey Y, 12 декабря 2007 17:15 
Мои возражения относились к невозможности использовать оптические методы. Вообще с развитием и удешевлением микроэлектроники в аналитике происходит тихая революция. На моей памяти спектрофотометры не менялись лет 20. Сейчас характеристики карманных приборов к ним приближаются. То есть лаборатория превращается в карманый прибор с набором одноразовых пакетиков и кювет. Всыпали реактив в кювету, добавили пробу, вставили в прибор, получили результат. если вспомнить разнобразие спектрофотометрических и флуоресцентных методик можно представить какиэ открываются возможности. Я молчу про пАш метр в моей лабе. Он, представляте, сделан на базе КПК, с него можно выходить в интернет и слушать мП3. До чего дошел прогресс.
Трусов Л. А., 12 декабря 2007 23:01 
по такому принципу и я могу сказать, что сквид-магнитометр у нас имеет приятную опцию в виде мультимедийного центра на базе процессора п-4.
Шварев Алексей, 13 декабря 2007 02:52 
Не, пАш метр с колонками и интернетом это вроде микроволновки с интернетом, прикольно, он масенький, на ладошке умещается (ну точнее на моей лопате). Вот погодите, будете еще носить СКВИД в кармане с воткнутыми наушниками и рассказывать молодежи про то как раньше сквиды были большими.
Шварев Алексей, 13 декабря 2007 03:03 
Кстати к вопросу lab-on-chip. В принципе, это уже довольно развитая технология, именно технология. То есть взял SolidWorks, нарисовал, протравил, получил. Скорость и легкость с которой соседи шлепают подобные девайсы меня лично поражает. Аспирант, который смотрел в наш мелкоскоп и занимался видеозаписью (иначе не скажешь) пространственно разрешенных спектров прикололся и рядом с каналами и смесителем вытравил микролинейку, с цифрами и смешными рожами, чтобы значить калибровать расстояния (смайлики для веселья). Мне непонятно, почему нет развитого рынка таких устройств. Нет спроса? Или пока рынок аналитического оборудования слишком инерционен?Была же история когда ICP понадобилось 30 лет чтобы потеснить абсорбционные спектрометры.
Прикольные же девайсы! Мне известен к сожалению единственный коммерческий экземпляр. Может нет спроса? кму скажем нужен одноразовый хроматограф для анализа скажем этанола по госту за скажем 25$?

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

 

Пылинка-монстр
Пылинка-монстр

Крабовый панцирь побеждает грязную нефть
Химики МГУ разработали уникальную люминесцентную методику определения маркеров «грязной нефти» (дибензотиофенов) с использованием селективной сорбции в оптически прозрачных материалах на основе сшитых гелей хитозана.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Броуновское движение скирмионов.Растягиваем графен правильно. Красное вино, кофе и чай помогают создавать материалы для гибкой носимой электроники. Металлическая природа кремния и углерода.

К 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире
Эксперты отметили рост числа научных публикаций отечественных ученых и сообщили, что к 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире по публикационной активности.
27 – 29 ноября в рамках юбилейных мероприятий Химического факультета МГУ и торжественной церемонии закрытия Международного года Периодической таблицы химических элементов эксперты подвели итоги 2019 г.

Константин Жижин, член-корреспондент РАН: «Бор безграничен»
Наталия Лескова
Беседа с К.Ю. Жижиным, заместителем директора Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова по научной работе, главным научным сотрудником лаборатории химии легких элементов и кластеров.

Мембраны правят миром
Коллектив авторов, Гудилин Е.А.
Ученые МГУ за счет детального изучения структурных и морфологических характеристик материалов на основе оксида графена и 2D-карбидов титана, а также моделирования их свойств, улучшили методы создания мембран для широкого круга практических применений.

Лекция про Дмитрия Ивановича и Наномир на Фестивале науки
Е.А.Гудилин и др., Фестиваль науки
В дни Фестиваля науки «NAUKA 0+» на Химическом факультете МГУ ведущие ученые познакомили слушателей с самыми современными достижениями химии. Ниже приводится небольшой фоторепортаж 1 дня и расписание лекций.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

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!



 
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.