Простой способ сборки электронных биочипов
Исследователи из Университета штата Пенсильвания сообщают, что создание портативного устройства для мгновенного распознавания и анализа различных медицинских или экологических соединений может стать возможным благодаря методу, который включает нанесение смеси биологически меченых нанопроводов на интегральные схемы.
Ключевой задачей является точное размещение нанопроводов на чипе. Используя стандартные методы производства, каждый тип проводов наносится отдельно. Новый «снизу-вверх» метод позволяет разместить три разных типа ДНК-покрытых нанопроводов в заданных местах с точностью менее 1 микрона и ошибкой менее 1%.
Как работает метод сборки
- На чипе создаются микроскопические прямоугольные углубления в местах будущего размещения нанопроводов.
- Между электродами в целевой области прикладывается электрическое поле.
- Смесь меченых нанопроводов в жидкости пропускается над чипом.
- Нанопровода притягиваются в область с полем и оседают в нужных углублениях.
«Нам не нужны микрофлюидные каналы, чтобы контролировать, куда идет каждый тип нанопровода. Мы можем пропустить раствор по всему чипу, и провода прикрепятся только там, где должны. Это важно для масштабирования», — объясняет Тереза С. Майер, профессор электротехники.
После размещения всех проводов на их основе можно создавать различные устройства, например, резонаторы или полевые транзисторы, для обнаружения целевых нуклеиновых кислот.
Подтверждение концепции
Исследователи проверили точность сборки, погрузив чип в раствор с ДНК-последовательностями, комплементарными трем вирус-специфичным последовательностям на нанопроводах. Комплементарная ДНК была помечена тремя разными флуоресцентными красителями, что подтвердило правильное расположение проводов.
Метод считается гибким и применимым для размещения различных проводящих и непроводящих проводов с широким спектром покрытий. Следующая цель — расширить метод для большего числа типов нанопроводов (например, с разными последовательностями ДНК или белками) и перейти от флуоресцентного обнаружения к электрической детекции в реальном времени на чипе.
Исследование опубликовано 16 января в журнале Science.