Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Биомолтекст2020
  • vsh25
  • Vitacoin

Белки стали компонентами «сухих» электрических схем

Идея создания биологических молекул, пригодных для интеграции непосредственно в электронные схемы, давно волнует ученые умы. Исследователи университета Пенсильвании, работающие под руководством профессора Доуна Боннела (Dawn Bonnell), разработали метод формирования таких структур, способных функционировать на открытом воздухе. Более того, они предложили и новую методику электронной микроскопии, позволяющую оценивать электрические свойства этих и подобных им устройств.

Белково-графитные электрические схемы представляют собой пучки спиралевидных белковых молекул, содержащих светочувствительные молекулы, специальным образом нанесенные на поверхность графитовых электродов. При попадании света в молекулах белков происходит превращение фотонов в электроны, которые передаются на электроды.

Ранее функционирование подобных структур тестировали в условиях погружения в специальные растворы. Однако при этом не было возможности оценить их электрические свойства, в особенности электрическую емкость, тогда как знание электрических свойств биологических молекул является необходимым условием их использования для создания различных устройств.

Создание электрических схем и приборов на основе оксида кремния гораздо проще, чем работа с белками, измерение электрических свойств которых необходимо осуществлять на наноуровне. Так как диагностических систем с достаточной чувствительностью до сих пор не существовало, ученым пришлось изобретать не только метод синтеза фотогальванических белков, способных функционировать на воздухе, но и технологию измерения их электрических свойств.

Для решения этой проблемы они модернизировали метод атомно-силовой микроскопии и назвали разработанную методику «микроскопия наносопротивления-резонанса крутильных колебаний» (torsional resonance nanoimpedance microscopy). Принцип действия атомно-силового микроскопа заключается в поднесении тончайшего острия из оксида кремния очень близко к поверхности образца и измерении реакции острия, что обеспечивает пространственную чувствительность от нескольких нанометров до отдельных атомов.

В модернизированном авторами методе острие из оксида кремния заменили на металлическое, находящееся под действием переменного электрического поля. Наблюдение за реакцией электронов на приближение электрического поля позволяет оценить более сложные взаимодействия и параметры, в том числе электрическую емкость изучаемого устройства.

Успешно разработанная авторами методика синтеза самособирающихся белков и их закрепления на поверхности графитовых электров, в комплексе с описанным выше методом оценки их электрических свойств, может иметь целый ряд практических применений. Наиболее очевидным из них является создание солнечных батарей. Однако исследователи отмечают, что белки можно изменить таким образом, чтобы они реагировали не на фотоны света, а на присутствие определенных химических соединений, например, токсинов, изменением цвета или активацией какой-либо электрической схемы. Подобные схемы можно использовать для создания различных карманных гаджетов.

Статья Kendra Kathan-Galipeau et al. Direct Probe of Molecular Polarization in De Novo Protein–Electrode Interfaces опубликована 25 мая в on-line версии журнала ACS Nano.

Портал «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru по материалам University of Pennsylvania: Penn Researchers Develop Biological Circuit Components, New Microscope Technique for Measuring Them.

Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru

14.06.2011

Читать статьи по темам:

биомолекулы нанотехнологии Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Обручальное кольцо – не простое украшенье. А ДНК-нанотехнологическое :)

Новобрачная по достоинству оценила обручальные кольца из ДНК диаметром 18 нанометров: жених и невеста работали в одной лаборатории.

читать

ДНК: детали наноконструктора

Можно выделить две существенные области использования ДНК в нанотехнологии: ДНК как структурный элемент для создания сложных конструкций и ДНК как функциональный элемент в наномашинах.

читать

Достижения ДНК-робототехники

Самые совершенные бионанороботы могут за 40 минут пройти по изготовленной из ДНК площадке целых 50 шагов (200 нм) и даже собирать по дороге наночастицы трёх сортов. Пока это всё еще игрушки…

читать

Гигантские ДНК-оригами

Все созданные до настоящего времени кристаллические структуры из ДНК были двумерными. Авторам новой работы удалось плоские треугольники в объемные структуры размером до 1 мм.

читать

Рак еще и ускоряет старение…

Раковые клетки ускоряют старение окружающих их соединительных тканей, вызывая воспаление, которое обеспечивает опухоль «топливом», необходимым для быстрого роста и метастазирования.

читать

Молекулярно-биологическое средство для ращения волос

Стволовые клетки волосяных фолликулов координируют регенерацию волосяного покрова с помощью двух молекулярных сигналов: активатора WNT и ингибитора BMP. Исследователи, открывшие этот сигнальный путь, уже патентуют новый метод модулирования роста волос.

читать