Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Стеклянный капилляр, покрытый наностержнями ZnO, при разном увеличении.
Калибровочная зависимость сенсора.
Схема эксперимента.

Внутриклеточный сенсор на основе наностержней ZnO

Ключевые слова:  наноматериал, наностержень, наноэлектрод, периодика

Опубликовал(а):  Трусов Л. А.

19 декабря 2007

Исследователи из Швеции изготовили биосенсор c использованием наностержней ZnO. Такой сенсор позволяет точно измерять pH непосредственно внутри живой клетки и изучать in vivo протекающие там биологические процессы. Предложенный сенсор отличается высокой чувствительностью и позволяет проводить измерения в реальном времени.

Метод измерения pH внутри клетки основан на использовании двух электродов – рабочего электрода из ZnO и электрода сравнения из Ag/AgCl. Рабочий электрод представлял собой массив наностержней оксида цинка с гексагональным сечением, выращенных на кончике стеклянного капилляра. Диаметр стержней составлял 80-100 нм, а длина 700-900 нм.

Разность потенциалов между электродами линейно зависит от pH в интервале 4-11. Сенсор проявил хорошую обратимость свойств при изменении pH. Устройство было опробовано на жировых клетках человека (адипоцитах). Измеренные значения pH оказались очень близки к известным из литературы данным, которые были получены непрямыми методами.

Ученые отмечают, что при уменьшении размеров капилляра и наностержней ожидается рост чувствительности метода, а также жизнеспособности клеток после протыкания клеточной мембраны. Таким образом, при введении электрода можно добиться минимального влияния на протекание внутриклеточных процессов. Пока разработка находится лишь на начальной стадии, однако метод уже доказал свою работоспособность.

Работа «ZnO nanorods as an intracellular sensor for pH measurements» была опубликована в Journal of Applied Physics.


Источник: American Institute of Physics



Комментарии
Шварев Алексей, 19 декабря 2007 09:51 
Э-э, гм.
Из серии куда не надо пихать оксид цинка.
Давайте нарисуем формальное уравнение Нернста для электрода из гидроокиси цинка, электрод второго рода... Активность гыдроксида =1,
в осадке он значить. Остались для правой половины ячейки цинк и гидроксил, коий известно как связан с активностью ионов водорода.
Ну и какой же это селективный электрод? У него же потенциал до кучи зависит от активности ионов цинка!
А цинк это такой зверь, который запросто можно найти в клетке.
Вдобавок материал электрода будет растворятся согласно произведению растворимости гидроксида цинка и освобождать ионы цинка внутри клетки.
Короче, физики - люди хорошие, но химии не знают. Их надо просвещать, дело это благодарное ибо они, как правило, к химикам очень дружественно настроены.
Господа! Для этого электрода очень полезно посмотреть на коэффициент селективности водород/цинк. Высоким он не будет. Мораль отсюда такова - для внутриклеточных измерений данный девайс непригоден. Если хотите мерять пАШ внутри клетки есть стеклянные микроэлектроды ничуть не больше, с опупенной селективностью, разработанные еще при царе Горохе (см. монографию Аммана "Микроэлектроды").
Вообще для измерений внутри клетки лучше оптические сенсоры. Занимают гораздо меньший объем, нетоксичны, хорошее время отклика... Я их как раз сегодня варил, масенькие такие...
Шварев Алексей, 19 декабря 2007 09:58 
Шоб велосипед не изобретать: ионо-селективные микроэлектроды для внутриклеточных измерений известны уже лет 40.
Трусов Л. А., 19 декабря 2007 11:53 
тут прикольно - волосатый капилляр
А 40 лет назад еще НАНО не было! Поэтому нанометр об этом написать не мог бы, а вот если про ион-селективные электроды для прощупывания клетки напишет какой-нибудь специалист, близко знакомый с темой, будет здорово А Лев - молодец!
Трусов Л. А., 19 декабря 2007 23:18 
ребята в статье ни на что не претендуют. пишут, что вот можно хоть такое с наностержнями ZnO сделать.
Шварев Алексей, 20 декабря 2007 00:34 
Евгений Алексеевич, намек понял, сделаем...
Но все таки физики химии не знают. Вот этот абзац из статьи,
это же какой-то болезненный бред, мне просто за Никольского обидно:
"The pH electrode behavior is a function of its extensive
interior surface area, while that of ZnO nanorods is based on
their exterior surface. Assembling together many ZnO nanorods
yields the same benefits of low volume and high reactivity
as the pH electrode. One of the greatest benefits of the
functionalized pH electrode is its ability to preconcentrate.
We detect on the tip of the electrode surface, which is an
important component of electrochemical sensors. The tip
contains hundreds of individual ZnO nanorod sensors. These
sensors can be combined to produce a greater level of accuracy
from a single proton or hydroxyl."
Шварев Алексей, 20 декабря 2007 00:36 
То есть аффтары просто не представлют себе как возникает фазовый граничный потенциал,
и что принципиальной разницы между стеклом (как впрочем и любым другим материалом мембраны) и оксидом цинка нет.
Воткнуть хлорид серебра прямо в клетку - за это отдельная расстрельная статья. В этом случае это уже не электрод сравнения. Ибо его потенциал зависит от активности ионов хлорида. Аффтаров спасло то, что в клетке она боль менее постоянна.
Отсюда и ошибка в целую единицу пХа в конце статьи. А как волосатый электрод сырками порос! Одноразовый стало, быть...
Шварев Алексей, 20 декабря 2007 08:25 
Как обещал, написал статью...
Трусов Л. А., 20 декабря 2007 12:22 
мне, по правде говоря, статья тоже показалась странной. но в качестве провокации сгодилась.
Шварев Алексей, 20 декабря 2007 12:44 
Вот и хорошо, а я признаться сегодня озверел фильтруя эти самые продукты эмульсионной полимеризации, пока не понял какой же я идиот... Это так просто, как говорил Эдик Амперян... Что даже неинтересно рассказывать. Короче, Лев Артемович, вся мой критика относилась к аффтарам оригинальной статьи и НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ не к вам.
Трусов Л. А., 20 декабря 2007 13:31 
а я и не думал так думать. наоборот, новости о всяческих сенсорах я негласно посвящаю Вам, Алексей.

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

 

Покормите меня
Покормите меня

Графен помог ученым МГУ понять механизм работы литиевых аккумуляторов нового типа
Сотрудники МГУ запатентовали электрохимическую ячейку, позволяющую с помощью высокочувствительных методов анализа поверхности изучать химические процессы в материалах аккумуляторов. Разработка позволит понять процессы, возникающие при использовании литий-воздушных аккумуляторов. Этот тип аккумуляторов при одинаковой массе обладает в 5 раз большей ёмкостью, чем широко распространённые литий-ионные.

ФИОП и еНано открыли прием заявок на IV конкурс молодежных проектов по инновационному развитию бизнеса «Технократ»
Фонд инфраструктурных и образовательных программ и компания еНано открыли прием заявок на IV конкурс молодежных проектов по инновационному развитию бизнеса «Технократ», который проводится в рамках программы «УМНИК» Фонда содействия инновациям.

NT-MDT S.I. на ближайших конференциях.
Дорогие коллеги, NT-MDT S.I. в ближайшее время будет представлена на двух конференциях.

Эксперт: Ингредиенты готовы к началу реакции
Вера Колерова
Малотоннажная химия по-прежнему не в фаворе у бизнеса и власти. Первый не идет в этот сектор из-за больших вложений и долгих сроков окупаемости. А правительство приняло всего лишь дорожную карту развития этой подотрасли. Но предпосылки для ее подъема все-таки есть. Важно не упустить момент ...

Оптическая жизнь дисульфидных нанотрубок
А.Ю.Поляков, Е.А.Гудилин
Недавно полученные экспериментальные результаты позволяют рассматривать нанотрубки дисульфида вольфрама в качестве основы для новых фотонных устройств, элементов оптических схем. Кроме того, знания о нетривиальных оптических особенностях данных наноструктур позволят по-новому взглянуть на свойства композитов плазмонных наночастиц золота и серебра с дисульфидными нанотрубками.

Наноматериалы в ядерных технологиях
Тананаев И.Г.
Сегодня активное развитие ядерных технологий – мировая тенденция, связанная с обеспечением устойчивого развития мирового сообщества. Решение энергетических проблем путем строительства новых атомных станций, формирование персонифицированной высокотехнологической медицины за счет внедрения ядерной медицины, освоение Арктики и космического пространства – основы ядерных технологий, не говоря об обеспечении государственной безопасности и удержания паритета ядерных вооружений.

Инновационные системы: достижения и проблемы
Олег Фиговский, Валерий Гумаров

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!

Проектная работа

Сегодня становится все более популярной так называемая проектная работа школьников, однако на этот счет есть очень разные мнения. Мы были бы признательны, если бы Вы высказали кратко свое мнение по этому поводу путем голосования. Заранее благодарны!



 
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.