Наноразмерные транзисторы позволят проводить чувствительные исследования в клетках

Биопробы предполагают первые внутриклеточные измерения с помощью полупроводникового устройства.

Химики и разработчики из Гарвардского университета сконструировали из нанопроводов новый тип транзисторов V-формы и достаточного размера, чтобы их можно было использовать для чувствительного исследования внутри клеток.

Новое устройство, описанное в издании Science, меньше чем большинство вирусов и шириной в сто раз меньше привычных зондов сейчас используется для клеточных измерений.

«Применение нами наноразмерных транзисторов с полевым эффектом или nanoFETs представляет новый метод внутриклеточных исследований и первое в своем роде внутриклеточное измерение с помощью полупроводникового устройства», сообщил старший автор работы Чарльз Либер, профессор химии. «NanoFETs — первые инновационный электронные измерительные приборы для внутриклеточных исследований с 1960-х».

Либер с коллегами сообщили, что nanoFETs могут использоваться для измерения потока ионов или электрических сигналов в клетках, в особенности нейронов. Устройства могут быть оснащены рецепторами или лигандами для анализа наличия индивидуальных биохимикатов в пределах клеток.

Человеческие клетки могут быть разного размера: от 10 микронов (миллионная доля метра) — нервные клетки, до 50 микронов — сердечные клетки. И в то время как сегодня в основном применяются частицы до 5 микронов в диаметре, nanoFETs на несколько порядков меньше: от 50 нанометров (миллиардная доля метра) в длину до всего 15 нанометров в диаметре.

Помимо небольшого размера легкое внедрение nanoFETs в клетку обуславливают еще две особенности. Во-первых, Либер с коллегами выяснили, покрытие частиц двойным слоем фосфолипида — вещества, идентичного тому, из которого состоят клеточные мембраны — устройства легко попадают внутрь клетки вследствие так называемого мембранного слияния, то есть процесса, с которым в клетку обычно проникают вирусы и бактерии.

«Эта особенность избавляет нас от необходимости проталкивать nanoFETs в клетку, так как по существу они сами неплохо в нее проникают», заявил Либер. «Это также означает, что имплантация nanoFETs не травмирует клетку, как это бывает в процессе подобных современных исследований. Мы выяснили, что nanoFETs можно многократно внедрять и извлекать из клетки без какого-либо вреда для живой структуры».

Во-вторых, текущее исследование строится на предыдущей работе Либера с коллегами относительно введения треугольных стереоцентров — жестких шарнирных соединений в 120-градусной развертке — в нанотрубки, структуры, которые до тех пор были только линейными. Эти стереоцентры, аналогичные химическим центрам в составе множества сложных органических молекул преобразовывают 1-d наноструктуры в более сложные формы.

Либер с соавторами выяснили, что два 120-градусных соединения в соответствующей цис-конфигурации формируют один 60-градусный угол V-формы, предпочтительный для двулучевой nanoFET с датчиком на конце V. Два луча можно соединить с проводами, чтобы пустить ток сквозь наноразмерный транзистор.

Химики и разработчики из Гарвардского университета сконструировали из нанопроводов новый тип транзисторов V-формы и достаточного размера, чтобы их можно было использовать для чувствительного исследования внутри клеток.

Новое устройство, описанное в издании Science, меньше чем большинство вирусов и шириной в сто раз меньше привычных зондов сейчас используется для клеточных измерений.

«Применение нами наноразмерных транзисторов с полевым эффектом или nanoFETs представляет новый метод внутриклеточных исследований и первое в своем роде внутриклеточное измерение с помощью полупроводникового устройства», сообщил старший автор работы Чарльз Либер, профессор химии. «NanoFETs — первые инновационный электронные измерительные приборы для внутриклеточных исследований с 1960-х».

Либер с коллегами сообщили, что nanoFETs могут использоваться для измерения потока ионов или электрических сигналов в клетках, в особенности нейронов. Устройства могут быть оснащены рецепторами или лигандами для анализа наличия индивидуальных биохимикатов в пределах клеток.

Человеческие клетки могут быть разного размера: от 10 микронов (миллионная доля метра) — нервные клетки, до 50 микронов — сердечные клетки. И в то время как сегодня в основном применяются частицы до 5 микронов в диаметре, nanoFETs на несколько порядков меньше: от 50 нанометров (миллиардная доля метра) в длину до всего 15 нанометров в диаметре.

Помимо небольшого размера легкое внедрение nanoFETs в клетку обуславливают еще две особенности. Во-первых, Либер с коллегами выяснили, покрытие частиц двойным слоем фосфолипида — вещества, идентичного тому, из которого состоят клеточные мембраны — устройства легко попадают внутрь клетки вследствие так называемого мембранного слияния, то есть процесса, с которым в клетку обычно проникают вирусы и бактерии.

«Эта особенность избавляет нас от необходимости проталкивать nanoFETs в клетку, так как по существу они сами неплохо в нее проникают», заявил Либер. «Это также означает, что имплантация nanoFETs не травмирует клетку, как это бывает в процессе подобных современных исследований. Мы выяснили, что nanoFETs можно многократно внедрять и извлекать из клетки без какого-либо вреда для живой структуры».

Во-вторых, текущее исследование строится на предыдущей работе Либера с коллегами относительно введения треугольных стереоцентров — жестких шарнирных соединений в 120-градусной развертке — в нанотрубки, структуры, которые до тех пор были только линейными. Эти стереоцентры, аналогичные химическим центрам в составе множества сложных органических молекул преобразовывают 1-d наноструктуры в более сложные формы.

Либер с соавторами выяснили, что два 120-градусных соединения в соответствующей цис-конфигурации формируют один 60-градусный угол V-формы, предпочтительный для двулучевой nanoFET с датчиком на конце V. Два луча можно соединить с проводами, чтобы пустить ток сквозь наноразмерный транзистор.

16.08.2010




Нано



Форма фотонанокатализаторов имеет огромное значениеФорма фотонанокатализаторов имеет огромное значен...

При проектировании наночастиц, которые с ...

Выбор условий для измерения размера макромолекул методом динамического рассеяния светаВыбор условий для измерения размера макромолекул ...

Исследовано изменение размера растущих молекул...

Старые добрые нанотрубки борозды не испортятСтарые добрые нанотрубки борозды не испортят

Кристаллы из ультратонких углеродных нано...

Ученые придумали, как усилить свойства композитовУченые придумали, как усилить свойства композитов

Материаловеды из политехнического институ...

Носимую электронику больше не будут клеить на тканьНосимую электронику больше не будут клеить на тка...

Стремление создать доступную, прочную и м...

Поляризованный свет необычно влияет на золотые наночастицыПоляризованный свет необычно влияет на золотые на...

Ученые из университета Райса в ходе ...

Светящиеся растения из Аватара появятся на ЗемлеСветящиеся растения из Аватара появятся на Земле

Все помнят эти удивительные люминесцентны...

Создан нанолазер, который меняет цвет как хамелеонСоздан нанолазер, который меняет цвет как хамелео

Новинка позволит продвинуться в области г...

Разработана искусственная кожа на основе графенаРазработана искусственная кожа на основе графена

Исследователям из Университета Глазго уда...

Печатные электронные устройства сделают вечнымиПечатные электронные устройства сделают вечными

Группа инженеров из Калифорнийского униве...

Графен поможет выращивать уникальные двумерные полупроводникиГрафен поможет выращивать уникальные двумерные по...

Новый метод производства позволит получать дву

Молекулы Лего помогли ученым усовершенствовать ультразвукМолекулы Лего помогли ученым усовершенствовать ул...

Во всем мире ультразвуковая визуализация приме...

Эффективность не измеряется измерениямиЭффективность не измеряется измерениями

В это сложно поверить, но не вс...

Самосборку нанокристаллов можно увидеть вживуюСамосборку нанокристаллов можно увидеть вживую

Превращение простых коллоидных частиц &md...

Самое маленькое в мире радио вибрирует в унисон с волнойСамое маленькое в мире радио вибрирует в унисон с...

Физики из Калифорнийского университета в&...

Создан очень гибкий и эластичный материал из нанотрубокСоздан очень гибкий и эластичный материал из нано...

Китайские ученые создали инновационный материа...

Покрытие из нанолент защитит самолеты от наледи и молнийПокрытие из нанолент защитит самолеты от наледи и...

Тонкое покрытие, состоящее из нанолент гр...

Теплопроводностью можно управлять с помощью наноструктурТеплопроводностью можно управлять с помощью нанос...

Теплопроводность — знакомое каждому...

Белый графен поможет раскрыть потенциал черного графенаБелый графен поможет раскрыть потенциал черного г...

Изготовление идеального монослоя так назы...

Создана наносубмарина с ультрафиолетовым приводомСоздана наносубмарина с ультрафиолетовым приводом

Наносубмарины хотя и не совсем готов...

Для повышения предела чувствительности спектроскопии ученые смяли наночастицыДля повышения предела чувствительности спектроско...

Увеличив площадь поверхности графен-золотых на...

Казанские ученые представили нанокомпозит исключительно для наружного примененияКазанские ученые представили нанокомпозит исключи...

Публикация исследователей из Казани и&nbs...

Генераторы углеродных нанотрубок давно среди насГенераторы углеродных нанотрубок давно среди нас

Ученые предположили, что, возможно, автомобили...

Доказана возможность использования наноколец в солнечных батареяхДоказана возможность использования наноколец в со...

Когда Рамеш Джасти начал изготавливать крошечн...

Созданы моторчики, которые заводятся от обычного светаСозданы моторчики, которые заводятся от обычного ...

Удивительно, но это факт: чтобы акти...

Совершен прорыв в области левитирования нанообъектовСовершен прорыв в области левитирования нанообъек...

Исследователи из Рочестера впервые добили

Открыт синтез нового наноматериалаОткрыт синтез нового наноматериала

Сотрудники технического университета Луизианы ...

Как наноцентр помогает ученым улучшать мирКак наноцентр помогает ученым улучшать мир

Вот уже год Центр нанотехнологий Рес...

Ученые намерены масштабировать производство диэлектриков для хранения энергииУченые намерены масштабировать производство диэле...

Простые в изготовлении, дешевые, легкие, ...

Поиск на сайте

СМИ сегодня досталось особенно сильно, а потому редакция обращается к самым преданным своим читателям за помощью. Даже малый вклад может помочь в развитии сайта. Заранее большое спасибо вам всем.

Магазин

  
Kingston HyperX 3K 240GB (SH103S3/240G)8290.00 руб.

Знатоки клуба инноваций



ТОП - Новости мира, инновации

Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?
Мастерские инноваций открылись в Казани на три дняМастерские инноваций открылись в Казани на три дня
Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?
Незнание языков – не помеха для успехаНезнание языков – не помеха для успеха
Инвестиции в инновации: инертность преодоленаИнвестиции в инновации: инертность преодолена
Новости науки в массы следует нести в упрощенном форматеНовости науки в массы следует нести в упрощенном форма
В Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр Cisco. На очереди еще одинВ Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр
«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в строю«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в стро
Британский ученый выяснил, кому реже одобряют кредитБританский ученый выяснил, кому реже одобряют кредит
Исследована галактика с активным формирование звездИсследована галактика с активным формирование звезд
Классическая музыка полезна для новорожденныхКлассическая музыка полезна для новорожденных
Шизофреники непредсказуемы и способны на убийствоШизофреники непредсказуемы и способны на убийство
Щепотка калия позволит лучше сохранять водородЩепотка калия позволит лучше сохранять водород
Солнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на МарсСолнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на
Представлен новый метод описания искривленного светаПредставлен новый метод описания искривленного света

Новости компаний, релизы

Без этих устройств невозможно построить даже простую сетьБез этих устройств невозможно построить даже простую с
На российском рынке появились скоростные ультрафиолетовые стерилизаторы для смартфоновНа российском рынке появились скоростные ультрафиолето
Технологическое и холодильное оборудование для развития бизнесаТехнологическое и холодильное оборудование для развити
Как выбрать и купить хороший хвойный саженецКак выбрать и купить хороший хвойный саженец
Лечение сутулости – как найти эффективное решениеЛечение сутулости – как найти эффективное решение