Nanowires detekují T buňky

Nová metoda generuje nanosenzory přímo na křemíkovém obvodu

Nanowires jako senzory protilátek a dalších biologicky důležitých molekul v roztocích. © Příroda
číst nahlas

Pomocí nového přístupu vědci poprvé vytvořili nanočástice, které lze přímo integrovat do mikroelektronických obvodů. Jak uvádějí v časopise Nature, nanovlákna mohou být také použita jako vysoce citlivé detektory pro biomolekuly, a tak mohou revoluci v současné biologické diagnostice převratit.

Nanowires by mohly být v budoucnu důležitými součástmi elektronických obvodů, ale dosud byly pouze velmi drahé. Nyní interdisciplinární tým vědců z Yale Institute for Nanoscience and Quantum Engineering zaujal nový přístup, který využívá technologii, která je již v silikonové technologii zavedena: litografie. Požadované struktury se nanášejí na křemíkový plátek pomocí masky, fotocitlivého povlaku a expozice. Úpravou tohoto procesu vědci nyní vyráběli nanočástice přímo na křemíkovém plátu.

„Vyměněn“ namísto přestavby

„Lze si představit proces výroby nanowire, například sochařství, “ vysvětluje Mark Reed, hlavní autor studie a výzkumník materiálů na Yale University. "Může to být buď vyříznuto z kamene, nebo z hlíny - dostali jsme ho z kamene." Předchozí přístupy používají ekvivalent krumpáčů, nastavili jsme molekulární dláto. To nám umožnilo vyrobit přesně to, co jsme chtěli, a nejmodernější dostupnou technologií. “

Nové nanowire byly strukturálně stabilní a již prokázaly bezprecedentní citlivost jako senzory protilátek a dalších biologicky důležitých molekul. Podle Reeda nanovlákny reagovaly nejen na extrémně nízkou koncentraci pouhých tisíce jednotlivých molekul na milimetr krychlový, ale také toho dosáhly bez přidání fluorescenčních nebo radioaktivních markerů, jak je obvyklé. Základem snímací funkce vodičů je jejich schopnost detekovat vodíkové nebo kyselé ionty v koncentračním rozmezí běžném v těle.

Rychlejší než tradiční diagnostika

"Elektronicky jsme se zapojili do systému buněk, " říká Reed. „Tento vývoj má významné důsledky jak pro nanotechnologické aplikace, tak pro zlepšení a zrychlení diagnostických metod.“ Zatímco testy na detekci klasických protilátek nebo T buněk obvykle trvají hodiny, nanočástice reagují mnohem rychleji: registrují se po pouhých deseti sekundách Přítomnost aktivovaných T buněk, důležitých činitelů imunitního systému. zobrazit

Ačkoli tato studie byla primárně určena k testování výkonu senzorů pro nanočástice, podle vědců spočívá síla tohoto přístupu především v bezproblémové integraci nanovodičů s klasickou polovodičovou technologií. "Tento přístup má potenciál být rozšířen na kompletní integrovaný systém s širokým využitím jako senzory v molekulárních a buněčných polích, " řekl Reed.

(Yale University, 01.02.2007 - NPO)