Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис. 1. Принцип работы пористого сенсора для количественного определения молекул ДНК.
Рис. 2. Схема электрохимической ячейки для измерения потока ионов [Fe(CN)6]3- через пористую мембрану.
Рис. 3. Эффективности работы сенсора в большой степени определяется размером пор используемой оксидной мембраны. Чем меньше диаметр пор, тем больше разница токов до (чёрная кривая) и после (красная кривая) модификации стенок пор. Соответственно увеличивается и параметр, который характеризует эффективность работы сенсора.
Рис. 4. Хроноамперограммы восстановления ионов [Fe(CN)6]3- после гибридизации мембраны в растворах ДНК с различной концентрацией (вверху). Зависимость тока насыщения от концентрации молекул ДНК (в центре). Восстановление транспортной способности мембраны после травления в 9М растворе мочевины (внизу).

Пора и порам ощутить вкус жизни

Ключевые слова:  пористые мембраны, сенсоры

Опубликовал(а):  Гудилин Евгений Алексеевич

06 декабря 2010

В новостной ленте Нанометра довольно часто встречаются работы так или иначе связанные с двойной спиралью ДНК. И это не удивительно, ведь интерес научного сообщества к различным манипуляциям с подобными биологическим объектами огромен. Новые наномашины и органические электронные проводники могут в скором времени значительно облегчить нашу жизнь. А запирающиеся наношкатулки, собранные из молекулы ДНК, нанотрубки различной формы и с разнообразными включениями, а также ДНК-оригами, зачастую, умиляют даже непросвещённую читательскую аудиторию. Однако проведение всех вышеупомянутых изысканий было бы не возможно без знания точной концентрации ДНК в используемом растворе. Но теперь определить, сколько же нужных молекул содержит интересующая его проба, может... почти каждый. В работе «A Nanochannel Array-Based Electrochemical Device for Quantitative Label-free DNA Analysis», опубликованной в журнале ACSNano, предложен простой и изящный метод количественного анализа столь популярных биомолекул.

Схема работы нового ДНК-сенсора на удивления проста (рис. 1). В качестве основы для его создания авторы работы предложили использовать мембраны анодного оксида алюминия, знаменитого своей уникальной пористой структурой. Сначала стенки пор химически модифицировали, для чего "пришивали" к ним молекул морфолино, способного образовывать с молекулами ДНК устойчивые комплексы. Далее модифицированный оксид погружали в раствор, содержащий неизвестное количество молекул ДНК, и выдерживали в нём в течение часа. В результате на стенках пор происходило образование отрицательно заряженных комплексов ДНК/морфолино, количество которых пропорционально концентрации ДНК в исходном растворе. Это приводит к уменьшению диаметра пор и, как следствие, к затруднению диффузии массивных анионов через каналы. Для проведения количественных измерений мембрану помещали в электрохимическую ячейку (рис. 2), в левой части которой находился 0,03 мМ раствор красной кровяной соли. Благодаря градиенту концентрации ионы [Fe(CN)6]3- диффундируют через поры, а количество прошедших можно детектировать электрохимическими методами. Например, измеряя ток при их восстановлении на тонком (чтобы не запылить поры) слое золота, предварительно нанесённом на мембрану.

Авторы отмечают, что при диффузии ионов через мембрану без пришитых молекул ДНК ток, детектируемый на золотом электроде, оказывается максимален. После образования комплексов ДНК/морфолино на стенках пор проницаемость мембраны уменьшается, что приводит к уменьшению электрического сигнала на электроде прямо пропорционально увеличению концентрации ДНК в исходном растворе. Возможности современного электрохимического оборудования позволяют фиксировать очень маленькие значения тока (вплоть до нескольких нА), что соответствует пределу обнаружения ДНК 10-10 моль/л (рис. 4). Кроме того, предложенный сенсор можно регенерировать и использовать повторно. Травление пористой мембраны в концентрированном растворе мочевины приводит к восстановлению потока ионов до исходного значения.

Подготовил И.Росляков (ФНМ МГУ)


Источник: ASC Nano



Комментарии
А неспецифика?
Интересно. И поры можно сделать такими маленькими.

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

 

Почвенная Золотая рыбка
Почвенная Золотая рыбка

Школа PI SCAMT: Стань руководителем глобальной лаборатории
Университет ИТМО приглашает принять участие в Школе PI. Школа PI - это возможность узнать как из точки А "молодой кандидат наук" дойти до точки Б "научный руководитель". За 1 неделю вы узнаете об этапах организации успешной исследовательской группы в России и разработаете дорожную карту построения своей собственной лаборатории. Школа PI подходит для кандидатов наук, защитивших диссертацию в области естественных наук не ранее 2015 года. Прием заявок до 1 мая 2021 г.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Новые титансодержащие комплексы для водородных
аккумуляторов. Зеленая электроника: мягкий актуатор из венериной мухоловки. Шелковичные черви создают новые нанокомпозиты in vivo. Конференции

В магистратуру МГУ - без экзаменов, юбилейная универсиада
Универсиада МГУ - уникальный конкурс, впервые проводимый в новом формате, который охватывает широкий диапазон участников – студентов и выпускников специалитета, бакалавриата, магистратуры, аспирантов, молодых ученых. Конкурс рассчитан на поддержку талантливой молодежи, мотивацию дальнейшего развития научно-исследовательской карьеры, пропаганду научных знаний, активное вовлечение участников в обмен мнениями и равноправное соревнование со своими сверстниками и коллегами на международном уровне, а также поступление в бесплатную магистратуру МГУ без экзаменов по результатам Универсиады.

Спинтроника и iPod
В.В.Уточникова
В 1988 году Альберт Ферт и Петер Грюнберг независимо друг от друга обнаружили, что электросопротивление композитов, составленных из чередующихся слоев магнитного и немагнитного металла может невероятно сильно меняться при приложении магнитного поля. В течение десятилетия это, казалось бы, эзотерическое наблюдение революционным образом изменило электронную промышленность, позволяя накапливать на жестких дисках все возрастающий объем информации.

ДНК правит компьютером
Бидыло Тимофей Иванович
Наиболее вероятно, что главным революционным отличием процессоров будущего станут объемная (3D) архитектура и наноразмер составляющих, что позволит головокружительно увеличить количество элементов. Сегодня кремниевые технологии приближаются к своему технологическому пределу, и ученые ищут адекватную замену кремниевой логике. Клеточные автоматы, спиновые транзисторы, элементы логики на молекулах, транзисторы на нанотрубках, ДНК-вычисления…

Будущее техники отразилось в идеальном нанозеркале
Кушнир Сергей Евгеньевич
Свыше 99,9% падающего излучения отражает новое зеркало, построенное физиками США. А ведь толщина его составляет всего-то 0,23 микрометра. Специалисты говорят, что новинка способна улучшить параметры многих компьютерных устройств, где применяется лазерная оптика.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

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.

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!



 
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.