Представьте себе миниатюрное, почти незаметное устройство, которое сможет постоянно отслеживать ключевые показатели здоровья нашего организма, и в нужный момент дать сигнал докторам... Непрерывно фиксировать наличие и количество молекул-маркеров, гормонов и белков, и создавать индивидуальный профиль вашей активности для точной диагностики всех заболеваний и расстройств... Почти моментально обнаруживать развитие рака... Да это просто удивительная возможность! Но еще удивительнее то, что новая разработка американских ученых из группы Мухаммада Элама (Muhammad Alam) открывает прямую дорогу к созданию подобных устройств.
Чувство молекул: Двойная природа Flexure-FET
Новый датчик для обнаружения биологических макромолекул в сотни раз чувствительнее предшественников – и открывает дорогу медицине будущего.
Предложенный ими биосенсор Flexure-FET в сотни раз более чувствителен, нежели созданные до сих пор, а кроме того он объединяет в себе функции сенсоров двух разных типов, механического и электрического. Механический сенсор решает задачу идентификации биологических макромолекул по их массе и размерам, а электрический — по заряду. «Оба эти типа по отдельности имеют ограниченную чувствительность, но объединив их вместе, вы получите нечто большее, чем простая сумма двух», — говорит профессор Элам.
Механическая часть датчика представляет собой тончайшую изогнутую кремниевую пластину, напоминающую трамплин, а электрическую — расположенный под ней транзистор (см. схему слева). Обычные механические молекулярные сенсоры с помощью лазерного луча замеряют отклонение и частоту вибрации пластины, которая определяется массой и формой осевших на ней молекул. У Flexure-FET эту функцию выполняет транзистор. При этом кремниевый мостик под действием внешнего электрического поля заранее максимально сгибается вниз, что позволяет достичь максимальной точности измерений.
Продолжение ниже
Видео
Продолжение
Такой «двойственный» биосенсор может работать с молекулами самых разных размеров, форм, заряженными и незаряженными. К примеру, обнаруживая мельчайшие концентрации определенных фрагментов ДНК и белков, он диагностирует рак задолго до того, как болезнь станет доступной для обнаружения любыми другими методами.
По пресс-релизу Purdue University