Рис. 1. Схема взаимодействия сенсора с различными веществами (а) и спектры фотолюминесценции до (синий) и после (зеленый) реакции с мелфаланом (b), перекисью водорода (с), атомарным кислородом (d), гидроксильными радикалами (е).
Рис. 2. Схема сенсорного устройства (а), фотолюминесценция отдельной УНТ (b, шкала 10 микрон), ступенчатое изменение интенсивности фотолюминесценции (с) и распределение величины скачка (d).
Рис. 3. Флуоресценция лизосом клеток ткани (а), фотолюминесценция клеток (зеленый) после введения УНТ (b) и изменение ее интенсивности до (с) и после (d) введения Н2О2 в присутствии Fe2+.
Наноразмерные сенсорные устройства на основе одностенных углеродных нанотрубок (УНТ) обладают очень высокой чувствительностью. Адсорбция даже одной молекулы детектируемого вещества приводит к изменению электронной структуры трубки, что, в свою очередь, отражается на спектрах фотолюминесценции. "Привязав" к УНТ молекулу ДНК, удается получить уникальный биологический сенсор, который способен работать даже внутри живой клетки.
Именно таким устройствам посвящена работа «Multimodal optical sensing and analyte specificity using single-walled carbon nanotubes», опубликованная в журнале Nature Nanotechnology. Авторы статьи испытали прототип сенсора на основе УНТ, связанных с молекулами ДНК. При действии на систему алкилирующего агента мелфалана наблюдается смещение пиков люминесценции в красную область (рис. 1b). Адсорбция углеродной нанотрубкой молекул перекиси водорода ведет к снижению интенсивности люминесценции (рис. 1с). Взаимодействие молекул ДНК с кислородом и гидроксильными радикалами также влияет на её химическую структуру и ведет к изменению спектров фотолюминесценции (рис. 1d,e). Кроме того, для случая взаимодействия УНТ с Н2О2 ученые сообщают о возможности обнаружения отдельных молекул перекиси водорода. Ступенчатое изменение интенсивности фотолюминесценции УНТ (рис. 2с), наблюдаемое в ходе работы, связано с адсорбцией / десорбцией отдельных молекул Н2О2.
Эффективность сенсоров не снижается и в случае их внедрения в живые клетки мышечной ткани (рис. 3). Ученым удалось в реальном времени зафиксировать изменение интенсивности фотолюминесценции для всех четырех вышеописанных типов "раздражителей".
Благодаря своей специфичности и универсальности предложенные сенсорные системы найдут широкое применение в метрологии и диагностике биологических объектов.
"Адсорбция углеродной нанотрубкой молекул перекиси водорода ведет к снижению интенсивности люминесценции (рис. 1с). Взаимодействие молекул ДНК с кислородом и гидроксильными радикалами также влияет на её химическую структуру и ведет к изменению спектров фотолюминесценции (рис. 1d,e)."
Стоило бы проверить антиоксидантные свойства. Возможно тут будут проявляться интересные свойства. Не приведет ли внедрение в мышечную ткань к развитию онкологических заболеваний? Насколько сохраняет свою стабильность молекула ДНК? Как влияет природа углеродной поверхности на стабильность и свойства самой молекулы ДНК? Тема интересная и очень актуальная. Остаются нераскрытыми интересные вопросы, возможно, что они описаны в других работах. Спасибо автору заметки. Очень познавательно.В России тоже есть на эту тему свои разработки, например, в Институте химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, Новосибирск.
Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь
Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022
Коллектив авторов Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022 содержат следующую информацию:
• Подготовка бакалавров на факультете наук о материалах МГУ
• Состав Государственной Экзаменационной Комиссии
• Расписание защит выпускных квалификационных работ бакалавров
• Аннотации квалификационных работ бакалавров
В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.
Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.
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.
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.
