Молекулярный электронный чип

03.02.2022

Компания Roswell Biotechnologies сообщила о завершении разработки и успешных испытаниях биосенсорного чипа нового поколения. Датчик способен определять одиночные молекулы, активность ферментов и даже в реальном времени следить за процессом синтеза ДНК. Такая возможность не только упрощает расшифровку биоматериала, но также открывает путь к устройствам записи данных на ДНК-носителях.

Ученые давно разрабатывают биосенсорные чипы, но пандемия COVID-19 значительно подтолкнула процессы поиска решений. Компания Roswell Biotechnologies вместе с коллегами из бельгийского центра Imec за неполных два года прошли путь от проекта к готовому решению. Опытный датчик на кремниевой подложке разрешением 16 тыс. пикселей способен работать со скоростью 1000 кадров в секунду, что дает возможность моментальной диагностики вирусов, лекарств, секвенирования ДНК, анализа белков и многое другое, на что раньше приходилось тратить массу времени и средств.

Согласно заявлению разработчиков, они создали первый в истории молекулярный датчик, который открывает путь к запуску закона Мура в сфере биодетектирования. Массив может масштабироваться до новых значений плотности и точности детектирования, повышая скорость и качество исследований биоматериала. Элементарным прибором детектирования является специальная молекула в каждом пикселе датчика, которая захватывает образец биоматериала и дает возможность точно определить его состав.

Предложенная Roswell платформа состоит из программируемого полупроводникового чипа с масштабируемой архитектурой массива датчиков. В состав чипа входят также многоканальные АЦП для перевода информации в цифровую форму для ее дальнейшего анализа средствами машинного обучения. Элементарный пиксель датчика представляет собой два наноэлектрода с зазором в 20 нм. Для оценки биоматериала между зазорами подвешивается молекулярная ниточка из активного биологического материала, например, синтетического альфа-спирального белка. Такой белок и захватывает образец биоматериала для дальнейшего тестирования.

Через электроды и молекулярную ниточку пропускают электрический ток. Сила тока будет зависеть от сопротивления цепи и точно указывать на целевой биоматериал, захваченный датчиком. Точность определения материала настолько высокая, что технология может применяться в качестве считывающего устройства для записи данных на ДНК. Пиксели датчика могут нести встроенные ферменты ДНК-полимеразы, что дает возможность прямого электрического наблюдения за действием этого фермента, когда он элемент за элементом копирует фрагмент ДНК. Современная диагностика такого не позволяет, работая с ДНК лишь посредством косвенных измерений. Это способно перевернуть медицину и биологические исследования во множестве смежных сфер: в палеонтологии, криминалистике, сельском хозяйстве и много где еще.

<< Назад: Микрофоны для караоке TeslaMic 03.02.2022

>> Вперед: Искусственная мышца на основе природных белков 02.02.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Оптические системы сортировки и AI для черники и фруктов 14.02.2026

Каждый год потребители ожидают увидеть на прилавках свежие, ровные по размеру и цвету ягоды черники без признаков порчи или обезвоживания, при этом производители стремятся минимизировать потери и сохранить естественную привлекательность продукта. В эпоху растущих требований к качеству и дефицита квалифицированной рабочей силы традиционные методы сортировки фруктов уже не всегда справляются с задачей. Именно поэтому компании активно внедряют оптические сканеры в сочетании с искусственным интеллектом, способные анализировать ягоды с невероятной точностью и скоростью, сохраняя при этом их товарный вид. На выставке Fruit Logistica 2026 в Берлине компания Tomra Food презентовала свои последние достижения в области постуборочной обработки. Центральное место на стенде занимает совершенно новая оптическая сортировочная система, специально разработанная для свежей черники и предназначенная для использования непосредственно в упаковочных цехах. Эта машина охватывает весь путь ягод - от загруз ...>>

Монитор ROG Swift OLED PG32UCDM Gen 3 13.02.2026

Для многих поклонников компьютерных игр выбор монитора - это всегда поиск идеального баланса между потрясающей картинкой, молниеносной скоростью отклика и надежностью в длительных игровых сессиях. Технология QD-OLED уже несколько лет задает высокую планку качества изображения, предлагая глубокий черный цвет, яркие краски и практически мгновенную реакцию пикселей. Однако даже у самых продвинутых панелей оставались слабые места: уязвимость к царапинам, цветовые искажения под определенными углами и заметное отражение в освещенных помещениях. Компания ASUS решила серьезно улучшить ситуацию и представила третье поколение своего популярного 32-дюймового флагмана - ROG Swift OLED PG32UCDM Gen 3. В основе новинки лежит современная 32-дюймовая QD-OLED панель с разрешением 4K (3840 x 2160 пикселей), которая обеспечивает невероятную детализацию и точность цветопередачи. Частота обновления достигает 240 Гц, что делает картинку исключительно плавной даже в самых динамичных сценах шутеров или ...>>

Случайная новость из Архива Американская солнечная энергетика 15.01.2005 Американские инженеры начали испытания системы для производства электроэнергии, которая состоит из небольших солнечных электростанций. Наша система, в отличие от уже существующих, состоит из маленьких модулей, и электростанцию можно вводить в строй постепенно", - говорит Чак Андарка, руководитель проекта со стороны Сандийской национальной лаборатории Минэнерго США. Собственно, именно на полигоне этой лаборатории и начались испытания системы, состоящей из шести модулей, которые сделал второй участник проекта - компания "Stirling Energy Systems Inc.". Один модуль состоит из 82 маленьких зеркал, размещенных на алюминиевой сотовой структуре в форме миски. Эти зеркала фокусируют солнечный свет на поглотитель. Тот превращает свет в тепло и передает его цилиндру двигателя, где находится водород - расширяясь при нагреве он двигает поршень и переводит тепло в механическую энергию, а потом - в электрическую. Эффективность преобразования весьма неплоха - 30%. "В принципе, солнечное поле размером сто на сто миль где-нибудь в Аризоне обеспечит электроэнергией всю страну, - говорит исполнительный директор компании Боб Линден. - Сейчас один модуль вырабатывает 25 кВт электроэнергии в день, а стоит 150 тысяч долларов. При серийном производстве цена должна упасть до 50 тысяч, и тогда проект солнечных энергетических полей оказывается конкурентоспособным". Кстати, эксперименты с подобными солнечными электростанциями, которые в советское время проводили в пустынном Крыму, показали, что помимо энергии зеркала дают неплохой экологический эффект. В тени под ними возникают благоприятные условия для возрождения жизни - там начинает расти трава, причем в таком количестве, что ее вполне хватает на корм мелким полезным животным вроде домашних коз.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026