МФТИ сделал первые в мире биосенсорные чипы из меди и оксида графена

Фото: пресс-служба МФТИ/Евгений Пелевин

Ученые из МФТИ создали сверхчувствительные биосенсоры на базе графена и меди. Они проще и дешевле в производстве, чем золотые аналоги.

"Мы не останавливаемся на научных исследованиях, наша разработка до конца года станет доступной для потенциальных потребителей, – заявил Юрий Стебунов из Московского Физтеха. – Предложенные нами технологии могут быть использованы для создания миниатюрных сенсоров и нейроинтерфейсов."

Биосенсоры – это приборы, распознающие химический состав структуру сложных биологических молекул. Они анализируют то, как частицы взаимодействуют со светом, электричеством и другими формами энергии. Подобные датчики используются для выявления следов различных опасных молекул и раковых клеток в организме. Сейчас ученые хотят создать устройства, умеющие "сортировать" и определять видовой состав микробов и вирусов за секунды.

По словам Стебунова и его коллег, главной проблемой всех таких чипов является стоимость их производства. Все их ключевые элементы создаются из золота и других благородных металлов. Кроме того, такие материалы не совместимы с современными технологиями печати микрочипов. В итоге устройства приходится создавать практически вручную. Это не позволяет наладить массовое производство.

Недостатки есть и у меди с алюминием. Первый совместим только с ультрафиолетовыми источниками света, а тонкие пленки меди, как предполагалось ранее, будут окисляться при контакте с воздухом и быстро приходить в негодность.

Исследователи решили эту проблему, поместив пластинку из меди между слоем стекла с одной стороны и тонкой прослойкой из оксида кремния и графена – с другой, сообщается в журнале Langmuir. В результате материал был защищен от окисления, а чувствительность датчика увеличилась.

Вдобавок, графен позволяет подобным сенсорам взаимодействовать с множеством белков и других биомолекул, которые не соединяются с оксидом кремния или медью.

Чипы уже проверены на наборах различных коротких цепочек ДНК. Отдельные буквы отрезков пометили при помощи особой версии авидина, белка, присутствующего в яйцах птиц и рептилий. В итоге сенсоры считали только нужные типы молекул.

Ученые надеются, что разработка найдет применение не только в лабораториях, но и станет базой для создания устройств, которые помогут мозгу человека общаться с электроникой.