Наш новый адрес:  http://www.settleretics.ru/

Вход   Выход  


Фото-Видео



Разное



Главная » 2010 » Август » 17 » Свершилось! Сеттлеретический датчик-шпион - создан в Гарварде! Нанозонд объединит человека с машиной
20:43
Свершилось! Сеттлеретический датчик-шпион - создан в Гарварде! Нанозонд объединит человека с машиной

Химия Биология Нанотехнологии 13.08.10, Пт, 16:29, Мск

Химики и инженеры Гарвардского университета создали новый тип V-образного транзистора, который можно использовать для чувствительного зондирования внутри живых клеток и создания уникальных нейроинтерфейсов.

Наноразмерный проводок-транзистор NanoFET определяет поток ионов или электрические сигналы в клетках, том числе и нейронах. Устройство также может снабжаться рецепторами или лигандой, что позволит определить наличие того или иного вещества внутри клетки.
Человеческие клетки имеют разные размеры: от 10 микрон у нервных клеток до 50 микрон для клеток сердца, зонд американских ученых имеет диаметр до 5 микрон и может проникнуть в любую из них.

Покрытый двумя слоями фосфолипидов NanoFET легко проникает внутрь клетки
Покрытый двумя слоями фосфолипидов (тот же материал, из которого состоит и клеточная мембрана) NanoFET легко проникает внутрь клетки. Это избавляет от необходимости протыкать клеточную мембрану, так как зонд, по сути, сливается с ней с помощью механизма мембранного поглощения, который используется клеткой для поглощения вирусов и бактерий.
В настоящее время группа американских ученых разрабатывает более совершенную биоэлектронику, чтобы максимально использовать способность новых зондов-транзисторов отправлять и получать электрические сигналы и создать имплантируемые микроустройства, которые повысят качество соединения тела и нейроинтерфейсов, контролирующих протезы. Зонды на основе кремниевого нанопровода могут объединяться в большие массивы для картографирования биохимических и электрических сетей в тканях организма. С помощью существующих технологий такие измерения сделать очень сложно.
Ученые Гарвардского университета активно сотрудничают с группой исследователей из Массачусетского технологического института с целью скорейшей интеграции NanoFET в медицинское оборудование.
Широкое применение новой технологии, кроме научных открытий и применения в медицине, сулит и огромные перспективы в создании альтернативных нейроинтерфейсов в теле человека, например, для управления различной сложной военной и гражданской техникой. Перестают быть фантастикой и технологии, позволяющие "снимать" изображение со зрительного нерва и транслировать его на монитор и, наоборот, отправлять картинку с камеры в мозг. Теоретически, становится возможным подключить к нервной системе человека любое устройство или машину, которые управляются электрическими импульсами.
Лиганда - молекула, взаимодействующая с конкретным участком определенной структуры, так, например, кислород является лигандой для гемоглобина

Ученые создали нанотранзистор для изучения живых клеток
10:46 13/08/2010 http://www.rian.ru/science/20100813/264714446.html
МОСКВА, 13 авг - РИА Новости. Ученые создали наноразмерный полевой транзистор, с помощью которого можно производить прямые измерения биофизических величин и диагностику процессов внутри живых клеток, сообщается в статье исследователей, опубликованной в журнале Science.
Группа разработчиков во главе с профессором Чарльзом Либером (Charles M. Lieber) из Гарвардского университета уже продемонстрировала, что с помощью их устройства можно напрямую измерять уровень рН (водородный показатель, у чистой воды равен 7, по мере роста кислотности жидкости он уменьшается до единицы) в клетках и электрические потенциалы на различных поверхностях клеточной оболочки. В перспективе с помощью модифицирования сенсора различными биологическими молекулами его работу можно сделать селективной и отслеживать намного более тонкие реакции в недрах клеток.
Наиболее важным является то, что наноразмерный датчик, разработанный учеными, настолько мал, что не нарушает внутренностей живых клеток, позволяя им работать в нормальном режиме. Несмотря на то, что прогресс в области микроэлектроники уже давно позволяет получать сверхминиатюрные электрические цепи, до сих пор применить их для сенсорных измерений у ученых не было возможности - все подобные устройства имели линейную геометрию и изготавливались на специально подготовленных поверхностях.
"Таким образом, вы имеете два больших контакта с разных концов наноэлектронного устройства с линейной геометрией и не можете внедрить его в живую клетку без того, чтобы не разрушить ее", - пояснил Либер, слова которого приводит интернет-издание Chemistry World.
Поэтому все физические измерения активности живых клеток ученым приходилось проводить с помощью методики, разработанной еще в 60-х годах прошлого века на основе очень тонких стеклянных капилляров. Такой капилляр заполняется электролитом - раствором какой-либо соли - и имеет толщину не менее 100 нанометров. "Поймав" фрагмент мембраны живой клетки в такой капилляр, можно измерить, например, ток ионов через ее ионные каналы. Однако разрешающая способность такого метода невысока, да и клеточная мембрана претерпевает значительные искажения при измерении, что сказывается и на качестве получаемых данных.
Либер и его коллеги разработали альтернативный подход с использованием изогнутого кремниевого нановолокна, функционирующего в качестве полевого транзистора. Технология роста таких волокон, являющаяся ноу-хау разработчиков, позволяет изменять угол изгиба кремниевого волокна прямо во время его роста. Получающийся таким образом сенсор имеет толщину всего от 20 нанометров.
После покрытия его поверхности мембранными белками сенсор можно использовать для проведения измерений электрофизических параметров живых клеток, не боясь повредить оболочку или внутренности клетки при введении датчика.
Принцип действия полевого транзистора, расположенного недалеко от места сгиба волокна, основан на изменения электропроводности при воздействии на него внешних полей. Они могут формироваться внутри клетки в результате токов ионов и других биологических процессов. Присоединение заряженных биологических молекул к поверхности нановолокна также может влиять на физические характеристики транзистора, изменение которых и является аналитическим сигналом.
Теперь ученые намерены усложнить свое устройство таким образом, чтобы, кроме замеров электрических потенциалов мембраны и уровня рН, стало возможным измерять и другие, более тонкие биологические процессы внутри клеток. Для этого потребуется нанести на поверхность нановолокна дополнительные биологически активные молекулы.
"Пришла пора немного украсить наше устройство химическими методами, которые позволят измерять и другие вещи", - подытожил Либер.


Категория: Новости науки | Просмотров: 405 | Добавил: astrea | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Имя *:
Email *:
Код *:
 Статьи автора
Сеттлеретика, или «оцифрованный» мозг (Что такое – «сеттлеретика»? Зачем она нужна человечеству? И почему она нужна ему – срочно?)
Сеттлеретика, как новая креативная концепция, наука и технология, для создания "Нового Человека Седьмого технологического уклада"
О математических методах в сеттлеретике
Пришло время инвестировать в сеттлеретику.
О создании нанонейроинтерфейса между мозгом и компьютером.


Новости науки


Друзья сайта


     


Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0


Copyright Я.И.Корчмарюк © 2017 Разработка www.ngorschar.com     Хостинг от uCoz