Нанодиафрагма в мембране из оксида алюминия даст исключительные возможности при анализе днк

Процесс секвенирования генома станет чуть-чуть стремительнее, правильнее и дешевле благодаря новому твердотельному датчику с нанодиафрагмой, что создали ученые Университета штата Иллинойс (University of Illinois).

Твердотельный молекулярный датчик с нанодиафрагмой/нанопорой (nanopore sensor), изготовленной сверлением маленького отверстия в узкой пленке оксида алюминия, может содействовать анализу ДНК по одной молекуле, что предполагает необыкновенные возможности в персонализации лечения и более идеальной диагностике.

По словам Рашида Башира, доктора наук биоинжиниринга и директора университетской лаборатории микро- и нанотехнологии, твердотельные датчики с нанопорами/нанодиафрагмами уже продемонстрировали необыкновенные химическую, температурную и механическую стабильность если сравнивать с биологическими соперниками и, что принципиально важно, смогут быть изготовлены с применением классических полупроводниковых разработок. Наряду с этим, такие датчики на оксиде алюминия демонстрируют заметно более высокие механические особенности, повышенные соотношения сигнал/шум и увеличенный ресурс в сравнении с их аналогами на базе нитрида кремния и оксида кремния.

Данные исследований научной группы Университета, экспериментальные процесса результаты и описание изготовления, полученные с новыми датчиками на оксиде алюминия, доложены в научной статье, размещённой на сайте издания Advanced Materials (Highly Sensitive, Mechanically Stable Nanopore Sensors for DNA Analysis

Несколько проф. Башира (Фото: Университета штата Иллинойс)

Для изготовления датчика ученые воспользовались известной разработкой ALD (atomic layer deposition), которая разрешила взять очень узкий слой оксида алюминия на кремниевой подложке. После этого центральную часть подложки вытравливали, оставляя только узкую мембрану оксида алюминия. Потом, в мембране прошивали узкое отверстие (нанодиафрагму), применяя электронный пучок.

Как отмечают авторы, в ходе изготовления наноотверстия, были обнаружены неожиданные, но крайне полезные эффекты. При прошивании мембраны электронным пучком происходит кроме этого локальный нагрев материала около отверстия, что содействует формированию нанокристаллитных структур в зоне диафрагмы. Согласно точки зрения проф.

Башира, эти кристаллы усиливают механическую однородность территории нанодиафрагмы и, возможно, повышают кое-какие другие характеристики сенсора.

Авторы обрисовывают технику изготовления и опыты с датчиками, диафрагма которых имела диаметры от 4 до 16 нм, при толщине оксидной пленки порядка 50 нм. Более узкие мембраны, каковые смогут быть изготовлены тем же способом, будут содействовать более высокому разрешению совокупности, за счет более низкого уровня шума при прохождении молекулы через диафрагму. Ближайшей целью группы проф.

Башира есть создание мембран толщиной порядка 5 нм, что приблизительно соответствует толщине биологических мембран.

Для демонстрации функциональности нанодиафрагмы в оксид-алюминиевой мембране ученые совершили опыт с элементами ДНК, содержавшими приблизительно 5000 базисных пар. Команда подтвердила распознавание отдельных молекул при соотношении сигнал/шум на уровне, сравнимом с другими твердотельными сенсорами. Следующий ход – опыты с более маленькими молекулами.

Евгений Биргер

Случайные записи:

• Ученые нист существенно увеличили эффективность органических фотоэлементов
• В переславском технопарке назначен новый директор

Самые неожиданные ДНК‑тесты сезона 2015-2016. Пусть говорят

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Продолжительность жизни будут определять по анализу крови

  Похоже, что весьма не так долго осталось ждать люди с вопросом а какое количество мне лет на роду написано? будут доходить не к ворожеям и гадалкам, а к…

• Наногенераторы для миниатюрных электронных устройств

  Мигание цифр на жидкокристаллическом дисплее (LCD), в большинстве случаев, говорит о необходимости скинуть временные настройки устройства. Но в…

• Наночастицы против глаукомы

  Наночастицы оксида церия, применяемого при полировке стекла и в качестве катализатора для удаления сажи со стенку печи, как показывают изучения, могут…

• Роснано выходит из проекта по производству оксида и гидроксида магния, получив двукратный возврат инвестиций

  РОСНАНО реализовывает собственную долю в портфельной компании «НикоМаг», специализирующейся на выпуске наноструктурированного гидроксида магния…