Биосенсор состоит из органического электронного компонента, на который дополнительно нанесен биораспознающий слой. Предложенное устройство простое и компактное, кроме того, его можно изготовить с помощью печатных технологий, отмечают эксперты. Результаты работы, поддержанной грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале ACS Applied Materials and Interfaces.
В современной врачебной практике все чаще применяют электронные или оптические/квантовые сенсоры, будь то квантовые магнитометры и датчики для исследования работы мозга или ранней диагностики онкозаболеваний. Их размещают на теле пациента, а полученные параметры обрабатывают на смартфоне или компьютере.
В амбулаторных или внебольничных условиях требуются удобные сенсоры, которые оперативно помогут при оказании медицинской помощи. В этом случае преимущество имеют биосенсоры — приборы, в основе которых лежит чувствительный элемент, имеющий биологическую природу. Они не требуют специальных условий для работы, обладают высокой чувствительностью и быстротой отклика, а также способны обнаруживать совершенно разные молекулы.
![Схема созданного биосенсора на основе органического электролитического транзистора. Источник: Елена Пойманова, Семен Кирилин Схема созданного биосенсора на основе органического электролитического транзистора. Источник: Елена Пойманова, Семен Кирилин](https://resizer.mail.ru/p/c67422ae-8b8b-5a79-be92-ddadd4c0677d/AQAKcWvbOmU3DLvyDeCu1TNY1SpWUmTvlguZnm5ddJcZomHDlbx6FCof7vIq5UQ0uMZehQnhlpns_oF0Pn3tUrzr1WM.png)
Ученые из Института синтетических полимерных материалов имени Н. С. Ениколопова РАН, Института органической химии имени Н. Д. Зелинского РАН и Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова разработали биораспознающий слой для устройства класса «электронный язык», который выявляет разные виды патогенов в биологических жидкостях — в крови, например.
Из чего состоит «электронный язык»
За основу «электронного языка» авторы взяли подложку с набором пикселей, каждый из которых представляет собой органический электролитический транзистор. На каждый пиксель ученые наносили особые молекулы — стрептавидин и ДНК-аптамеры (короткие нуклеотидные последовательности с определенной структурой), и они взаимодействовали с конкретными молекулами патогена.
Чтобы проверить зависимость электрических свойств распознающего слоя от структуры молекул, которые нанесены на пиксели, химики использовали соединение, основу которого составляли специально спроектированные и синтезированные молекулы. Это так называемые биотиновые якоря: они выступают как рецепторы на поверхности полупроводников и сохраняют свойства при попадании в биологические жидкости. Устройство с таким слоем помещали в буферный раствор, в котором оно стабильно работало, что говорит о потенциальной возможности выявления антигенов в биологических средах.
Эффективность платформы для биосенсоров авторы подтвердили, проведя с ее помощью определение вируса гриппа А. В ходе испытаний ученые получили хороший отклик на вирус гриппа А (Н7N1) с концентрацией 3×109 частиц/мл.
Также была показана специфичность его определения путем контрольных экспериментов с неспецифическим вирусом болезни Ньюкасла, поражающей птиц. Обеспечить требуемую специфичность удалось за счет грамотно спроектированной архитектуры сенсора.
«Электронный язык» пригодится в быту
«На основе "электронного языка" мы планируем получить миниатюрное устройство (размером с один и толщиной с два смартфона) с автономным питанием от батарейки и набором одноразовых сенсорных подложек. Оно позволит быстро проводить предварительный анализ на наличие патогенов, например, в питьевой воде, даже человеку, не имеющему специального образования», — рассказывает одна из авторов работы Елена Пойманова, кандидат химических наук, научный сотрудник Института синтетических полимерных материалов имени Н. С. Ениколопова РАН.
Посмотрите на самые неоднозначные разработки ученых в сфере технологий за последнее время:
![https://hi-tech.imgsmail.ru/pic_original/a9aba87e909c4872873fb8457d9b495c/1916142/ https://hi-tech.imgsmail.ru/pic_original/a9aba87e909c4872873fb8457d9b495c/1916142/](https://resizer.mail.ru/p/1682b8db-3dfc-595f-9b8f-7c6acb7bdf98/AQAKdHHhiOPY62xSPuO7c_k3KQGPc0eKoaE9vp7uKrDdApbsz3Q1OvwxP3KhsUYpFkBhwa0XWNQJS4yZWE0fOjdRAs8.jpg)
![https://hi-tech.imgsmail.ru/pic_original/89146185588cbcabe541d97b3a9d6b1e/1916141/ https://hi-tech.imgsmail.ru/pic_original/89146185588cbcabe541d97b3a9d6b1e/1916141/](https://resizer.mail.ru/p/466c36ce-e2b2-5c4d-ace2-97680256c182/AQAKqFn3zYj1uK5GD3cNFLikVgHsRYhdihuAzwd-HP6sERAQiBnreYRxmaePm8FiW-6BQhSm7s8FKYj7ytlz1Iw9UCI.jpg)
![https://hi-tech.imgsmail.ru/pic_original/4afe48f5d55496ab5c9a3b28794fd70b/1916150/ https://hi-tech.imgsmail.ru/pic_original/4afe48f5d55496ab5c9a3b28794fd70b/1916150/](https://resizer.mail.ru/p/29edfff8-b63a-548f-9154-06f990fa39fe/AQAKxCtiZDKcignm7c0pj7Be98Ij0JUhWNEpwAgZkubvXqteIQojg9fI7xki1CAECax87PiTXolY2PAWBxlJixxpKek.png)
![https://hi-tech.imgsmail.ru/pic_original/b1e25c744ff0557fb1589e003ea71aac/1916146/ https://hi-tech.imgsmail.ru/pic_original/b1e25c744ff0557fb1589e003ea71aac/1916146/](https://resizer.mail.ru/p/acf81e6e-cead-5ec1-bad4-1393358c58ed/AQAKmqeXSrI761rvx3iwsjT-7diKEYwpF7ILYpuhyQyY-yQSNSu7QIBiWPiV5JeXpIGyj1IPoEmqz50DFcSTJ-sS8P8.jpg)
Это тоже интересно: