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

 

Углеродные нанотрубки
Углеродные нанотрубки

Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в международной конференции ACNS’2019
Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в международной конференции ACNS’2019. Тезисы доклада Быкова В.А.

Пять медалей завоевали российские школьники на Международной физической олимпиаде
Стали известны итоги 50-й Международной физической олимпиады для школьников, которая проходила в Тель-Авиве (Израиль). Российская сборная завоевала в состязаниях 4 золотые и одну серебряную медаль.

Поступление в совместный российско-китайский Университет МГУ-ППИ в Шэньчжэне
В июле 2019 года в МГУ имени М.В. Ломоносова проходит набор учащихся на программы МГУ, реализуемые в Университете МГУ-ППИ в Шэньчжэне. Поступление в совместный университет – это возможность учиться в самом быстроразвивающемся городе мира на русском языке у ведущих преподавателей МГУ по самым современным программам, получить образование мирового уровня и дипломы сразу двух университетов, овладев китайским языком. Для поступления в совместный университет не требуется владения китайским языком. Прием документов и экзамены проходят на территории МГУ. Абитуриенты имеют право поступать одновременно в МГУ имени М.В. Ломоносова и МГУ-ППИ в Шэньчжэне.

3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве
И.В.Яминский
Материалы лекции проф. МГУ, д.ф.-м.н., генерального директора Центра Перспективных технологий И.В.Яминского "3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве". 3D принтер, сканирующий зондовый микроскоп и фрезерный станок. Что общего между ними? Как конструировать их своими руками? Небольшой экскурс в практические нанотехнологии. Поучительная история о создании сканирующего туннельного микроскопа. От идеи до нобелевской премии за 5 лет. Взгляд в микромир – от атомов и молекул до живых клеток. Как взвесить массу одного атома? Вирусы и бактерии – наши друзья или враги? Медицинские приложения нанотехнологий – нанобиосенсоры для обнаружения биологических агентов.

Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники
В.А.Кецко
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. В сообщении даны материалы лекции д.х.н., в.н.с. ИОНХ РАН В.А.Кецко "Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники".

Лекции и семинары от ФНМ МГУ на Нанограде
Е.А.Гудилин
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. Ниже даны материалы лекций и семинаров представителя ФНМ МГУ проф., д.х.н. Е.А.Гудилина.

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.