Специалисты из лаборатории нанооптики и плазмоники МФТИ разработали биосенсор на основе оксида графена, который значительно облегчит работу по поиску новых лекарств, сообщается в пресс-релизе МФТИ. Сверхчувствительное устройство сможет обнаруживать вещества в крайне малых концентрациях и определять их свойства.
Работа современных безмаркерных биосенсоров основана на использовании плазмонов – электромагнитных колебаний на границе проводника и диэлектрика. Современные сенсорные чипы представляют собой пластинки из стекла, покрытого тонким слоем золота. На сенсор наносится слой полимера или тиолов. В новом сенсорном чипе над слоем золота толщиной 35 нанометров располагается оксид графена, а поверх него белок стрептавидин, который служит ловушкой для молекул. Направленное на чип лазерное излучение вызывает появление плазмонов, а фотодетектор определяет минимальные изменения в них, вызванные молекулами исследуемого вещества. Биосенсоры позволяют прослеживать ход химической реакции лекарственного препарата с живыми клетками, что значительно облегчает работу по созданию новых лекарств.
Проверяя работу нового сенсорного чипа, исследователи определяли с его помощью однониточные фрагменты ДНК. Для сравнения они использовали также чипы, покрытые графеном, и чипы, в который применялся полимер на основе карбоксиметилированного декстрана. Как оказалось, сенсор на основе оксида графена в три раза чувствительнее чипа на основе декстрана и в 3,7 раза – сенсора на чистом графене. Более того, после простой промывки щелочью чип, покрытый оксидом графена, можно использовать еще раз.
«Наш чип можно использовать в разработке лекарств от инфекционных, онкологических и других типов заболеваний. Поэтому мы рассчитываем на серьезный интерес со стороны фармацевтических компаний к нашей разработке. Этот сенсор можно использовать и для контроля качества продуктов, в поиске токсинов и аллергенов, в медицинской диагностике, что поможет уменьшить время на выполнение анализов с суток до минут», – говорит один из авторов исследования Юрий Стебунов.
Результаты работы опубликованы в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.
