Новый биосенсор из нанопроволоки обнаружит белковые молекулы в низких концентрациях
Красноярские ученые предложили простой способ создания новых биосенсоров на основе кремниевой нанопроволоки. Устройство способно обнаружить белковые молекулы в очень низкой концентрации за счет регистрации незначительных изменений проводимости тока.
Ученые из ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН», Красноярского государственного медицинского университета им. профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого и Сибирского федерального университета разработали биосенсор на основе кремниевой нанопроволоки. Новое устройство поможет обнаружить белки с помощью изменений проводимости тока. Так, в случае осаждения на поверхность нанопроволоки частицы или молекулы, несущей заряд, изменяется проводимость сенсора. Прибор отличается простым способом изготовления и имеет хорошие электрические характеристики.
Исследователи также провели двухмерное моделирование с учетом концентрации поверхностного заряда биосенсора и объяснили физические механизмы изменения заряда и электрического обнаружения белков в нанопроволоке.
«Биосенсоры на основе нанопроволочных полевых транзисторов с контактами Шоттки в настоящее время интенсивно исследуются как альтернатива традиционным детектирующим устройствам. Из-за малых размеров нанопроволок биосенсоры на их основе обладают высокой чувствительностью.
Даже небольшие изменения заряда внутри нанопроволоки вызывают регистрируемые изменения в проводимости и, как следствие, сигнализируют о наличии белка в анализируемой жидкости. Однако физические механизмы, действующие при использовании кремниевой нанопроволоки в качестве сенсорного элемента подробно еще не объяснены. При этом их понимание может привести к созданию высокочувствительных биосенсоров. Предлагаемая версия биосенсора отличается относительно простым способом изготовления, хорошо воспроизводимой схемой функционализации и понятным механизмом электрического обнаружения. Это многообещающий прототип для создания детекторов и сенсоров», — рассказала Татьяна Смолярова, младший научный сотрудник лаборатории цифровых управляемых лекарств и терраностики ФИЦ КНЦ СО РАН.
Результаты исследования опубликованы в журнале Talanta.