Биосенсор для высокочувствительного обнаружения молекул

21.01.2021

Компания Imec представила самый маленький кремниевый FinFET, который функционирует как биосенсор. Разработчикам удалось создать транзистор сверхмалых размеров: ширина ребра 13 нм, а длина затвора - 50 нм.

Благодаря высокой степени интеграции и низкой стоимости полевые транзисторы (FET) вызвали большой интерес для работы в сфере биочувствительности - обнаружения ДНК, белков, вирусов и определение pH. Когда биомолекулы связываются с химически модифицированной диэлектрической поверхностью затвора, его пороговое напряжение изменяется, в результате возникает измеримый сигнал.

Несмотря на непрерывный прогресс исследований в этой области, биочувствительные транзисторы - устройства BioFET - еще не показали весь свой потенциал на рынке. Компания Imec исследовала, как усовершенствованное поколение устройств CMOS FET (finFET-транзисторы с трехмерными затворами малой длины), могут улучшить чувствительность BioFET. Это поможет использовать прикладной медицине. Такие finFET-транзисторы обладают преимуществами с точки зрения высокой степени интеграции и распараллеливания, но очень мало известно об их потенциале как BioFET.

Со своими устройствами bio finFET длиной до 50 нанометров imec продемонстрировала надежный сигнал для гибридизации ДНК и обнаружения десятков молекул ДНК на поверхности FinFET нанометрового размера. На основании экспериментов и моделирования imec предсказывает, что обнаружение одиночных молекул с отношением сигнал / шум (SNR)> 5 станет возможным с FinFET-транзисторами с длиной волны менее 70 нм.

Радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, способный от небольшого входного сигнала управлять значительным током в выходной цепи, что позволяет использовать его для усиления, генерирования, коммутации и преобразования электрических сигналов. В настоящее время транзистор является основой схемотехники подавляющего большинства электронных устройств и интегральных микросхем.

<< Назад: Перенос данных с компьютера в геном живых бактерий 22.01.2021

>> Вперед: Металлическое топливо 20.01.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Зачем нужны прионы 11.10.2010 Уже довольно давно доказано, что некоторые болезни человека и животных, при которых в мозге образуются микроскопические поры, возникают из-за особых белков - прионов. Самая известная из этих болезней - нашумевшее в свое время "бешенство коров". Прионы в норме имеются на поверхности всех нервных клеток, но болезнь начинается, когда часть прионов по неизвестной причине меняет свою конфигурацию. Эти патогенные молекулы могут заражать нормальные, заставляя их также изменить конфигурацию на болезнетворную. Зачем организму нужны эти потенциально опасные белки? Адриано Агуцци, невропатолог из Цюрихского университета (Швейцария), с помощью генной инженерии вывел породу мышей, лишенную прионов. Оказалось, что у таких особей нарушена "изоляция" нервов, в результате распространение сигналов по ним замедляется. Изолирующая оболочка нервных волокон состоит из миелина - липидно-белкового комплекса, откладываемого специальными клетками. Этим процессом, видимо, и управляют прионы.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026