Сделано Русскими
Сегодня
Политика
Происшествия
Люди
Экономика
Следствие
Бизнес
Культура
Наука и медицина
Зарубежка
О проекте
Редакция
Контакты
Размещение рекламы
Использование материалов
Поддержать проект
Вопрос-Ответ
Financial Assets
Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ № ФС 77 – 65733 выдано Роскомнадзором 20.05.2016.
В России признаны экстремистскими и запрещены организации «Национал-большевистская партия», «Свидетели Иеговы», «Армия воли народа», «Русский общенациональный союз», «Движение против нелегальной иммиграции», «Правый сектор», УНА-УНСО, УПА, «Тризуб им. Степана Бандеры», «Мизантропик дивижн», «Меджлис крымскотатарского народа», движение «Артподготовка», общероссийская политическая партия «Воля». Признаны террористическими и запрещены: «Движение Талибан», «Имарат Кавказ», «Исламское государство» (ИГ, ИГИЛ), Джебхад-ан-Нусра, «АУМ Синрике», «Братья-мусульмане», «Аль-Каида в странах исламского Магриба», Общественное движение «Штабы Навального», интернет-издание «Спутник и погром».
НКО, выполняющие функции иностранного агента: Некоммерческая организация «Фонд по борьбе с коррупцией», Межрегиональный профессиональный союз работников здравоохранения "Альянс врачей", Автономная некоммерческая организация «Центр по работе с проблемой насилия «НАСИЛИЮ.НЕТ», Программно-целевой Благотворительный Фонд "СВЕЧА", Красноярская региональная общественная организация "Мы против СПИДа", Некоммерческая организация "Фонд защиты прав граждан", Автономная некоммерческая организация социально-правовых услуг "Акцент", Межрегиональная общественная организация реализации социально-просветительских инициатив и образовательных проектов "Открытый Петербург", Санкт-Петербургский благотворительный фонд "Гуманитарное действие", Социально-ориентированная автономная некоммерческая организация содействия профилактике и охране здоровья граждан "Феникс ПЛЮС", Фонд содействия правовому просвещению населения "Лига Избирателей", Некоммерческая Организация Фонд "Правовая инициатива", Некоммерческая организация Фонд "Общественный фонд социального развития "Генезис", Автономная некоммерческая организация информационных и правовых услуг "Гражданская инициатива против экологической преступности", Некоммерческая организация "Фонд борьбы с коррупцией", Пензенский региональный общественный благотворительный фонд "Гражданский Союз", Ингушское республиканское отделение общероссийской общественной организации "Российский Красный Крест", Общественная организация "Саратовский областной еврейский благотворительный Центр "Хасдей Ерушалаим" (Милосердие), Частное учреждение "Центр поддержки и содействия развитию средств массовой информации", Региональная общественная организация содействия соблюдению прав человека "Горячая Линия", Фонд "В защиту прав заключенных", Автономная некоммерческая организация "Институт глобализации и социальных движений", Автономная некоммерческая организация противодействия эпидемии вич/спида и охраны здоровья социально-уязвимых групп населения "Центр социально-информационных инициатив Действие", Челябинское региональное диабетическое общественное движение "ВМЕСТЕ", Благотворительный фонд охраны здоровья и защиты прав граждан, Благотворительный фонд помощи осужденным и их семьям, Городской благотворительный фонд "Фонд Тольятти", Свердловский региональный общественный фонд социальных проектов "Новое время", Фонд содействия устойчивому развитию "Серебряная тайга", Фонд содействия развитию массовых коммуникаций и правовому просвещению "Так-Так-Так", Региональная общественная организация содействия просвещению граждан "Информационно-аналитический центр "Сова", Региональная общественная организация помощи женщинам и детям, находящимся в кризисной ситуации "Информационно-методический центр" Анна", Автономная некоммерческая организация социальной поддержки населения "Проект Апрель", Региональный благотворительный фонд "Самарская губерния", Свердловский областной общественный фонд "Эра здоровья", Международная общественная организация "Международное историко-просветительское, благотворительное и правозащитное общество "Мемориал", Автономная Некоммерческая Организация "Аналитический Центр Юрия Левады", Автономная некоммерческая организация "Издательство "Парк Гагарина", Фонд содействия защите здоровья и социальной справедливости имени Андрея Рылькова, Благотворительный фонд социально-правовой помощи "Сфера", Челябинский региональный орган общественной самодеятельности "Уральская правозащитная группа", Челябинский региональный орган общественной самодеятельности - женское общественное объединение "Женщины Евразии", Омская региональная общественная организация "Центр охраны здоровья и социальной защиты "СИБАЛЬТ", Городская общественная организация "Рязанское историко-просветительское и правозащитное общество "Мемориал" (Рязанский Мемориал), Городская общественная организация "Екатеринбургское общество "МЕМОРИАЛ", Автономная некоммерческая организация "Институт прав человека", Некоммерческая организация "Фонд защиты гласности", Региональное общественное учреждение научно-информационный центр "МЕМОРИАЛ", Союз общественных объединений "Российский исследовательский центр по правам человека", Автономная некоммерческая организация "Дальневосточный центр развития гражданских инициатив и социального партнерства", Общественная организация "Пермский региональный правозащитный центр", Фонд "Гражданское действие", Межрегиональный общественный фонд содействия развитию гражданского общества "ГОЛОС-Урал", Автономная некоммерческая организация "Центр независимых социологических исследований", Негосударственное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования (повышение квалификации) специалистов "АКАДЕМИЯ ПО ПРАВАМ ЧЕЛОВЕКА", Свердловская региональная общественная организация "Сутяжник", Межрегиональная благотворительная общественная организация "Центр развития некоммерческих организаций", "Частное учреждение в Калининграде по административной поддержке реализации программ и проектов Совета Министров северных стран", Региональная общественная благотворительная организация помощи беженцам и мигрантам "Гражданское содействие", Автономная некоммерческая организация "Центр антикоррупционных исследований и инициатив "Трансперенси Интернешнл-Р", Региональный Фонд "Центр Защиты Прав Средств Массовой Информации", Некоммерческое партнерство "Институт развития прессы - Сибирь", "Частное учреждение в Санкт-Петербурге по административной поддержке реализации программ и проектов Совета Министров Северных Стран", Межрегиональная общественная организация Информационно-просветительский центр "Мемориал", Межрегиональная общественная правозащитная организация "Человек и Закон", Фонд поддержки свободы прессы, Санкт-Петербургская общественная правозащитная организация "Гражданский контроль", Калининградская региональная общественная организация "Правозащитный центр", Региональная общественная организация "Общественная комиссия по сохранению наследия академика Сахарова", Некоммерческое партнерство "Институт региональной прессы", Частное учреждение "Информационное агентство МЕМО. РУ", Фонд "Институт Развития Свободы Информации", Калининградская региональная общественная организация "Экозащита!-Женсовет", Фонд содействия защите прав и свобод граждан "Общественный вердикт", Межрегиональная общественная организация Правозащитный Центр "Мемориал", Евразийская антимонопольная ассоциация.
Иностранные СМИ, выполняющие функции иностранного агента: "Голос Америки", "Idel.Реалии", Кавказ.Реалии, Крым.Реалии, Телеканал Настоящее Время, Татаро-башкирская служба Радио Свобода (Azatliq Radiosi), Радио Свободная Европа/Радио Свобода (PCE/PC), "Сибирь.Реалии", "Фактограф", "Север.Реалии", Общество с ограниченной ответственностью "Радио Свободная Европа/Радио Свобода", Чешское информационное агентство "MEDIUM-ORIENT", Пономарев Лев Александрович, Савицкая Людмила Алексеевна, Маркелов Сергей Евгеньевич, Камалягин Денис Николаевич, Апахончич Дарья Александровна, Юридическое лицо, зарегистрированное в Латвийской Республике, SIA «Medusa Project» (регистрационный номер 40103797863, дата регистрации 10.06.2014), Общество с ограниченной ответственностью «Первое антикоррупционное СМИ», Юридическое лицо, зарегистрированное в Королевстве Нидерландов, Stichting 2 Oktober (регистрационный номер № 69126968), являющееся администратором доменного имени интернет-ресурса «VTimes.io», Баданин Роман Сергеевич, Гликин Максим Александрович, Маняхин Петр Борисович, Ярош Юлия Петровна, Чуракова Ольга Владимировна, Железнова Мария Михайловна, Лукьянова Юлия Сергеевна, Маетная Елизавета Витальевна, Юридическое лицо «The Insider SIA», зарегистрированное в Риге, Латвийская Республика (дата регистрации 26.06.2015), являющееся администратором доменного имени интернет-издания «The Insider», https://theins.ru, Рубин Михаил Аркадьевич, Гройсман Софья Романовна, Рождественский Илья Дмитриевич, Апухтина Юлия Владимировна, Постернак Алексей Евгеньевич, Общество с ограниченной ответственностью Телеканал Дождь, Петров Степан Юрьевич, Юридическое лицо Istories fonds, зарегистрированное в Латвийской Республике (регистрационный номер 50008295751, дата регистрации 24.02.2020), Шмагун Олеся Валентиновна, Мароховская Алеся Алексеевна, Долинина Ирина Николаевна, Шлейнов Роман Юрьевич, Анин Роман Александрович, Великовский Дмитрий Александрович, Общество с ограниченной ответственностью «Альтаир 2021», Общество с ограниченной ответственностью «Ромашки монолит», Общество с ограниченной ответственностью «Главный редактор 2021», Общество с ограниченной ответственностью «Вега 2021», Общество с ограниченной ответственностью «Важные иноагенты», Каткова Вероника Вячеславовна, Карезина Инна Павловна, Кузьмина Людмила Гавриловна, Костылева Полина Владимировна, Лютов Александр Иванович, Жилкин Владимир Владимирович, Жилинский Владимир Александрович, Тихонов Михаил Сергеевич, Пискунов Сергей Евгеньевич, Ковин Виталий Сергеевич, Кильтау Екатерина Викторовна, Любарев Аркадий Ефимович, Гурман Юрий Альбертович, Грезев Александр Викторович, Важенков Артем Валерьевич, Иванова София Юрьевна, Пигалкин Илья Валерьевич, Петров Алексей Викторович, Егоров Владимир Владимирович, Гусев Андрей Юрьевич, Смирнов Сергей Сергеевич, Верзилов Петр Юрьевич, Общество с ограниченной ответственностью «ЗП», Общество с ограниченной ответственностью «Зона права», Общество с ограниченной ответственностью «ЖУРНАЛИСТ-ИНОСТРАННЫЙ АГЕНТ», Вольтская Татьяна Анатольевна, Клепиковская Екатерина Дмитриевна, Сотников Даниил Владимирович, Захаров Андрей Вячеславович, Симонов Евгений Алексеевич, Сурначева Елизавета Дмитриевна, Соловьева Елена Анатольевна, Арапова Галина Юрьевна, Перл Роман Александрович, Общество с ограниченной ответственностью «МЕМО», Американская компания «Mason G.E.S. Anonymous Foundation» (США), являющаяся владельцем интернет-издания https://mnews.world/, Компания «Stichting Bellingcat», зарегистрированная в Нидерландах (дата регистрации 11.07.2018), Автономная некоммерческая организация по защите прав человека и информированию населения «Якутия – Наше Мнение», Общество с ограниченной ответственностью «Москоу диджитал медиа», Акционерное общество «РС-Балт», Заговора Максим Александрович, Ветошкина Валерия Валерьевна, Павлов Иван Юрьевич, Скворцова Елена Сергеевна, Оленичев Максим Владимирович, Общество с ограниченной ответственностью «Как бы инагент», Кочетков Игорь Викторович, Фонд развития книжной культуры «Иркутский союз библиофилов», Общество с ограниченной ответственностью «Честные выборы», Общество с ограниченной ответственностью «Нобелевский призыв», Еланчик Олег Александрович, Григорьева Алина Александровна, Григорьев Андрей Валерьевич, Гималова Регина Эмилевна, Хисамова Регина Фаритовна.
Лента новостей
Лента новостей
Новости – Сделано Русскими
Русская планета

С точностью до молекулы

Дмитрий Федянин (справа) и Юрий Стебунов. Фото: из личного архива
Российские ученые создали уникальный диагностический инструмент
Ярослав Рыбаков
24 августа, 2015 14:32
6 мин
Ультракомпактный сенсор, разработанный исследователями из МФТИ, поможет определить химический состав смесей и обнаружить биологические маркеры болезни, «взвешивая» единичные молекулы. Дешевые и простые в производстве, такие устройства можно будет выпускать массовыми сериями, адаптируя для быстрого определения следов присутствия вирусов и даже злокачественных опухолей.
Ключевой деталью наносенсора является кантилевер 5 мкм в длину, 1 мкм в ширину и 0,1 мкм в толщину. Это своего рода микроскопическая «балка», закрепленная одним концом и способная колебаться примерно так, как трамплин для прыжков в воду, только с гораздо большей частотой, совершая много тысяч колебаний в секунду. С помощью волновода на кантилевер подаются два оптических сигнала. Один из них заставляет его раскачиваться с амплитудой до 20 нм, а второй позволяет регистрировать эту быструю вибрацию.
Частота колебаний зависит от формы колеблющегося кантилевера, а также от его массы. Остается покрыть его нужными реагентами, способными связывать те или иные химические вещества и молекулы, — например, антителами к оболочкам вирусов или белками, способными вылавливать онкомаркеры. Масса кантилевера изменится, и это изменение будет влиять на мощность считывающего оптического сигнала.
«Эта работа началась еще несколько лет назад, — рассказал "Русской планете" один из авторов работы кандидат физико-математических наук Дмитрий Федянин. — Изначально мы работали над созданием оптомеханического модулятора: подавая напряжение на кантилевер, старались добиться того, чтобы он определенным нужным образом менял характеристики оптического сигнала, который распространялся по расположенному вблизи кантилевера волноводу. Однако затем мы обратили внимание, что эта схема — кантилевер, подвешенный над нанофотонным или плазмонным волноводом, — способна замечательно работать в качестве биосенсора, Такое устройство способно идентифицировать единичные молекулы массой несколько килодальтон. Если нанести на поверхность кантилевера соответствующие вещества, это позволит обнаруживать отдельные молекулы ДНК, РНК, белки, а также маркеры различных заболеваний. В этом суть разработки, если говорить коротко».
Ключевым преимуществом такого устройства можно назвать его огромную чувствительность. По расчетам Дмитрия Федянина и Юрия Стебунова, описавших наносенсор в журнале Scientific Reports, кантилевер способен замечать изменения в массе величиной в несколько тысяч дальтон. Дальтон соответствует массе одного атома углерода, а массу в килодальтоны имеют, например, некоторые небольшие белки.
«По волноводу распространяются два сигнала, управляющий и считывающий, — говорит Дмитрий Федянин. — Если масса кантилевера меняется, то меняется его собственная частота колебаний, а считывающий сигнал позволяет это изменение заметить и детектировать "прилипшую" на кантилевер молекулу. Чувствительность такой схемы значительно выше, чем у существующих аналогичных оптомеханических сенсоров, а кроме того, датчик оказывается интегрирован на кристалле, что позволяет производить их в больших количествах».
Источник: Лаборатория нанооптики и плазмоники МФТИ
Действительно, предложенная российскими учеными оптомеханическая система исключительно компактна и проста в производстве. У датчика не имеется никаких сложных узлов — только кантилевер и волновод. «Нанофотонный волновод — это, условно говоря, "брусок" из диэлектрика, например, кремния или нитрида кремния размерами в сечении около 500 х 300 нм, — добавляет Дмитрий Федянин. — Он располагается под кантилевером, перпендикулярно к нему, на расстоянии от 100 до 800 нм». Изготовить такую нехитрую схему можно с помощью самой обычной для современной микроэлектроники КМОП (CMOS) технологии.
В перспективе такие наносенсоры, «настроенные» на обнаружение разных молекул, могут интегрироваться в единые полууниверсальные датчики, способные найти в выдыхаемом воздухе маркеры целого спектра заболеваний, вирусы или следы присутствия сразу многих наркотиков, в атмосфере — большой набор различных загрязнителей и т.п.
«Все определяется лишь технологическими возможностями, — продолжает Дмитрий Федянин. — Если мы разместим параллельно тысячи кантилеверов и волноводов, каждый из которых настроен на свою частоту колебаний и покрыт соответствующим веществом, то мы сможем проводить всесторонний химический анализ. Можно использовать множество таких схем, настроенных на одно и то же вещество: грубо говоря, сколько мы их расположим в датчике, во столько раз выше будет его разрешающая способность».
Что касается коммерциализации, то это задача не сегодняшнего дня. По словам Федянина, свою первую задачу он и его коллеги из лаборатории нанооптики и плазмоники видят все-таки в проведении фундаментальных и прикладных исследований. В этом направлении они активно сотрудничают с технологами Центра коллективного пользования МФТИ. В настоящее время уже идут работы по изготовлению и оптимизации предложенной учеными схемы.
«Если взглянуть на то, что происходит в мире в области разработки механических детекторов биомолекул, то их главной проблемой остается повышенная сложность, — рассказал Дмитрий Федянин. — Даже если это довольно миниатюрные сенсоры, то они могут требовать для работы огромных магнитных полей. Или в них используется кантилевер, на который приходится наносить наноразмерные структуры, что тоже совсем не просто... Можно вспомнить и другие чисто лабораторные идеи, реализовать которые удается лишь в штучных количествах и в особых лабораторных условиях».
В отличие от них, система ученых из МФТИ исключительно проста и по устройству, и в производстве. Она интегрирована на одном кристалле и может быть изготовлена в ходе одного хорошо отработанного процесса, которым изготавливают практически все современные микросхемы. Все это дает серьезные надежды на то, что крошечный сенсор ждет большое будущее.
Поделиться
ТЕГИ
поддержать проект
Для поднятия хорошего настроения, вы можете угостить наших редакторов чашечкой кофе
Маленькая чашка кофе
cup
200 ₽
Средняя чашка кофе
cup
300 ₽
Большая чашка кофе
cup
500 ₽
Большая чашка кофе и что-то вкусное
cup
900 ₽
Нажимая на кнопку «Поддержать», я принимаю пользовательское соглашение, политику конфиденциальности и подтверждаю свое гражданство РФ
Кто может поддержать проект?
Поддержать проект могут только граждане России. Поддержка осуществляется только в рублях. В соответствии с требованием закона.
6 мин
Лень сёрфить новости? Подпишись и БУДЬ В КУРСЕ