Русский биосенсор из нанопроволоки обнаружит белковые молекулы в низких концентрациях

Исследователи также провели двухмерное моделирование с учетом концентрации поверхностного заряда биосенсора, при помощи которого объяснили физические механизмы изменения заряда и электрического обнаружения белков в нанопроволоке. Специалисты отмечают, что результаты эксперимента и численного моделирования хорошо согласуются и могут быть использованы для разработки новых типов биосенсоров на основе нанопроволоки. Моделирование эффективного поверхностного заряда на поверхности проволоки, где прикреплены молекулы, позволяет описать основные особенности биосенсора, например, вычислить коэффициент преобразования между количеством молекул, прикрепленных к поверхности датчика, и сдвигом порогового напряжения. Это предоставит полезный инструмент для калибровки биосенсора и позволит оценить концентрацию обнаруженных молекул путем сравнения характеристик устройства до и после воздействия на него детектируемого вещества.

«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..