Разработка мультисенсорной диагностической системы на основе полевых транзисторов с каналом-нанопроводом для исследования биоспецифических взаимодействийНИР

Источник финансирования НИР

грант РФФИ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 22 апреля 2016 г.-31 декабря 2016 г. Разработка мультисенсорной диагностической системы на основе полевых транзисторов с каналом-нанопроводом для исследования биоспецифических взаимодействий
Результаты этапа: Разработка и исследование сверхчувствительных биосенсоров на основе полевого транзистора с каналом-нанопроводом для мониторинга динамики биологически активных соединений в режиме реального времени позволят создавать диагностические системы нового поколения для биологии и медицины. В рамках текущего проекта были разработаны методы изготовления наноразмерных структур биосенсоров, которые являются основными компонентами мультисенсорных диагностических систем; был проведен скрининг специфических моноклональных антител, позволяющий выбрать наиболее эффективные пары для создания высокочувствительных биосенсоров; была разработана многоканальная измерительная система и продемонстрирована одновременная регистрация откликов двух независимых сенсоров на внешнее воздействие в режиме реального времени. По результатам работ опубликованы статьи в высокорейтинговых реферируемых журналах, сделаны доклады на российских и международных конференциях.
2 8 августа 2017 г.-31 декабря 2017 г. Разработка мультисенсорной диагностической системы на основе полевых транзисторов с каналом-нанопроводом для исследования биоспецифических взаимодействий
Результаты этапа: Главной фундаментальной целью проекта является создание и исследование сверхчувствительной мультисенсорной диагностической системы на основе полевых транзисторов с каналом-нанопроводом для практического применения в биологических и медицинских исследованиях. Работа системы основана на изменении проводимости нанопровода при связывании регистрируемых молекул на его поверхности. Чувствительный элемент системы - кремниевый нанопровод имеет очень маленькие размеры, что позволяет достигать уникальной чувствительности системы и минимизировать количество исследуемого органического материала. В рамках текущего этапа выполнения проекта значительно улучшены и оптимизированы методы изготовления полевых транзисторов с каналом-нанопроводом, которые являются основными чувствительными элементами биосенсорных диагностических систем; оптимизирована геометрия расположения транзисторов в мультисенсорной конфигурации; предложен и реализован метод изготовления транзисторов из неравномерно легированного по глубине кремния на изоляторе, позволяющий последовательно уменьшать исходную проводимость канала; исследованы транспортные и шумовые характеристики изготовленных структур; проведены измерения полевых транзисторов с каналом-нанопроводом, регистрирующие отклики на изменения в реальной биологической среде; достигнута зарядовая чувствительность транзисторов на уровне 0.1 е/Гц1/2 на частоте f = 10 Гц; проведена модернизация многоканальной измерительной системы, позволившая увеличить диапазон затворных напряжений и скорость регистрации данных. Разработан оригинальный метод ориентированной иммобилизации специфических антител на поверхности каналов транзисторов с использованием наночастиц золота, обеспечивающий необходимую ориентацию активных центров антител. Продемонстрирована высокая чувствительность биосенсора к изменению кислотности (pH) раствора в 60±1 мВ на единицу изменения рН и инверсия сигнала вблизи pI анализируемого белка; разработан протокол отмывки нанопровода в процессе измерений без потери чувствительности сенсора; продемонстрировано детектирование сверхмалых концентраций тиреотропного гормона; разработан метод ориентированной иммобилизации олигонуклеотидных зондов, модифицированных тиоловой группой, на поверхности кремния; оптимизированы условия проведения гибридизации иммобилизованных идентификационных олигонуклетидных зондов и синтетической ДНК-мишени, представляющей собой фрагмент гена бактерий E.coli. По результатам работ 2-го года выполнения проекта было опубликовано 3 статьи в реферируемых научных журналах, получен патент Российской Федерации и сделано 5 докладов на российских и международных научных конференциях.
3 23 ноября 2018 г.-31 декабря 2018 г. Разработка мультисенсорной диагностической системы на основе полевых транзисторов с каналом-нанопроводом для исследования биоспецифических взаимодействий
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".