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:

Антоцианы черники: природная защита для зрения в темноте 14.07.2026

Специалисты все активнее изучают влияние растительных веществ на здоровье глаз. Особое внимание привлекают антоцианы - природные пигменты, которые придают яркую окраску многим ягодам и овощам. Новые данные показывают, что эти соединения способны не только защищать клетки глаз от окислительного стресса, но и ускорять восстановление родопсина - ключевого пигмента, отвечающего за способность видеть в условиях низкой освещенности. Антоцианы содержатся в большом количестве в чернике, голубике, ежевике, черной смородине, а также в краснокочанной капусте и некоторых других красных, синих и фиолетовых продуктах. Эти вещества обладают мощными антиоксидантными и противовоспалительными свойствами. Они помогают нейтрализовать активные формы кислорода, которые повреждают клетки сетчатки и способствуют развитию хронического воспаления. По данным исследователей, антоцианы оказывают комплексное положительное влияние на зрительную систему. Они улучшают микроциркуляцию крови в сетчатке, поддержива ...>>

Двухэкранный Zenbook DUO UX8407 14.07.2026

Компания ASUS представила обновленную модель Zenbook DUO (UX8407) образца 2026 года, которая получила сертификат Copilot+ PC и позиционируется как ультимативный инструмент для бизнес-пользователей и профессиональных создателей контента. Новинка полностью отказывается от традиционной конструкции в пользу двух полноценных сенсорных дисплеев в прочном корпусе из инновационного материала Ceraluminum. Главной особенностью устройства стали два 14-дюймовых сенсорных экрана ASUS Lumina Pro OLED с разрешением 3K (2880 &#215; 1800 пикселей) и форматом 16:10. Частота обновления повышена до 144 Гц, а максимальная яркость в режиме HDR достигает 1000 кд/м2 при наличии сертификата VESA DisplayHDR True Black 1000. Новое антибликовое покрытие снижает уровень отражений на 65 %, что особенно полезно при работе в условиях яркого освещения. Благодаря откидной подставке и съемной Bluetooth-клавиатуре с магнитным креплением Pogo Pin пользователь может мгновенно удвоить рабочую поверхность почти до 20 ...>>

Редактирование генома меняет питательные свойства овощей 13.07.2026

Японские ученые из Университета Цукубы продемонстрировали, как можно превратить привычный красный салат в зеленый, одновременно повысив содержание ценных растительных соединений. С помощью технологии CRISPR/Cas9 ученые заблокировали работу гена, отвечающего за производство красных пигментов - антоцианов. В результате в листьях салата значительно снизился уровень этих веществ, а вместо них начал накапливаться другой класс флавоноидов. Особенно заметно выросло содержание кверцетина - соединения, известного своими антиоксидантными и противовоспалительными свойствами. Несмотря на существенные изменения в пигментации и биохимическом составе, модифицированный салат продолжал нормально расти. Исследователи отметили, что растение не показало заметного снижения скорости роста или ухудшения внешнего вида. Это важный результат, поскольку многие генетические модификации, направленные на изменение состава веществ, часто приводят к замедлению развития растений. Красный салат изначально слав ...>>

Кремниевый чип, записывающий ДНК 13.07.2026

Биотехнология и медицина все чаще нуждаются в синтетической ДНК - для создания лекарств, диагностических тестов, генной терапии и даже для хранения цифровой информации. Однако традиционные методы производства синтетической ДНК имеют серьезный недостаток: они требуют использования токсичных органических растворителей и сложного промышленного оборудования. Группа исследователей из Гарвардского университета предложила принципиально иной подход, превратив обычный кремниевый полупроводниковый чип в компактную платформу для параллельного ферментативного синтеза ДНК в водной среде. В отличие от классического фосфорамидитного метода, который доминирует в промышленности, новый подход ближе к естественному процессу сборки ДНК в живых клетках. Реакции происходят в воде, без вредных растворителей, что делает технологию значительно более экологичной и потенциально подходящей для создания настольных или даже портативных ДНК-синтезаторов. До недавнего времени главным ограничением таких компактных ...>>

Искусственный дождь для охлаждения мегаполисов 12.07.2026

В условиях усиливающейся жары в городах инженеры ищут новые способы охлаждения общественных пространств без значительных затрат энергии. В китайском городе Юньчэн провинции Шаньси в жилом комплексе Xijian Tianmao Guobinfu реализовали необычный проект: на крышах нескольких высотных зданий установили систему распыления мелкодисперсного тумана, имитирующую эффект дождя. Эта технология автоматически включается при повышении температуры воздуха и помогает снижать жару в окружающем пространстве. Система активируется, когда температура достигает 38 °C. По словам управляющего комплексом Цзя Вэня, распыление тончайших капель воды позволяет снизить температуру воздуха и поверхностей на 5-8 °C всего за несколько минут. Благодаря большой высоте зданий влага успевает полностью испариться еще в воздухе, поэтому пешеходы и жители внизу не ощущают намокания или дискомфорта. Главным преимуществом технологии является ее относительная простота и энергоэффективность. Система состоит из сети шлангов ...>>

Случайная новость из Архива Загадка эволюции мозга человека разгадана 03.09.2012 Стремительное увеличение размера и познавательных возможностей человеческого мозга (в процессе эволюции) оказалось обусловлено многократным копированием одного и того же гена. Всем известно, что размеры и познавательные способности мозга делают человека особым представителем животного мира нашей планеты. Однако до сих пор никому не удавалось разгадать загадку стремительного эволюционного "рывка", наградившего нас таким удивительным мыслительным инструментом. Результаты исследования, проведенного учеными университета Колорадо, указывают на то, что ключом к разгадке является большое количество копий гена, кодирующего белковый домен DUF1220 (от англ. Domain of unknown function - домен с неизвестной функцией). В геноме человека этот ген имеет более 270 копий. При этом количество копий в геноме животных тем больше, чем больше степень его сходства с человеком. Так, в геноме шимпанзе домен DUF1220 зашифрован 125 раз, в геноме горилл - 99 раз, в геноме мартышек - 30 раз, а в геноме мыши он присутствует всего в одном экземпляре. Результаты исследования показали, что чем больше копий гена, кодирующего домен DUF1220, содержится в геноме, тем больше размер мозга организма. Эта закономерность распространяется не только на разные виды, но и на отдельных представителей человеческой популяции. Более того, анализ геномов пациентов с микроцефалией - врожденным заболеванием, характеризующимся аномально маленьким размером мозга, - и ее противоположностью - макроцефалией - показал, что и при патологических отклонениях размер мозга напрямую зависит от количества копий гена, кодирующего домен DUF1220. Это открытие предоставляет специалистам новый подход к диагностике отклонений, ассоциированных с размером мозга. С более широкой точки зрения оно открывает новые направления изучения человеческого мозга и невероятное увеличение его размеров и способностей, произошедшее в течение очень короткого, с эволюционной перспективы, периода.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026