Фото: nature.com
Пристрій, прикріплений до коров'ячого зуба
Інженери з Прінстонського університету в США створили бездротовий біосенсор на основі графену, який може бути закріплений на біологічних поверхнях, наприклад, на зубах.
Чутливості
пристрою досить для виявлення окремих бактеріальних клітин. Робота опублікована
в журналі Nature Communications.
Для створення
пристрою автори використовували підкладку із розчинного шовку. Натуральний шовк
розчиняли, а потім отримували з нього шляхом висушування тонку плівку. На
підкладку наносили чутливий до бактерій графен і тонку плівку золота, із якої
були зроблені контакти та антена.
Енергію пристрій
отримує за допомогою антени. Ця ж антена використовується для передачі сигналів
від графенового детектора.
Після складання
пристрій наносили на біологічні поверхні - на шкіру на руці добровольців або на
коров'ячий зуб (автори кажуть, що для нанесення на людські зуби сенсор
доведеться зменшити, що поки неможливо через мінімально ефективний розмір
антени). Після промивання водою шовкова підкладка розчинялася, а золота плівка
разом із графеном закріплювалася на поверхні.
Потенційно
графеновий детектор, за словами авторів дослідження, можна використовувати для
визначення різних речовин. У цьому випадку, щоб зробити одноатомний вуглець
чутливим саме до бактерій, на нього наносилися пептиди, що мають спорідненість
із поверхнею мікробних клітин.
Інформація із
бездротового детектора зчитувалася за допомогою антени. Відстань від антени
сенсора до прийомної антени не повинна була перевищувати одного сантиметра,
проте автори сподіваються із часом мінімальну відстань збільшити.
Сенсори, основані
на графені, використовують його високу чутливість до приєднання сторонніх
речовин. При наявності специфічних адаптерів (в ролі яких можуть виступати,
наприклад, антитіла), такі сенсори будуть здатні визначати токсини, молекули
вибухових речовин або навіть запахи.
Нагадаємо, у 2010
році група вчених під керівництвом нобелівських лауреатів цього року Андрія
Гейма і Костянтина Новосьолова створили нову модифікацію графену - фторографен,
який за своїми властивостями близький до тефлону і здатний витримувати
температури до 400 градусів.
За матеріалами: МедНовости