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Biosensor basierend auf Graphenoxid- und Plasmonresonanz.
Entwickelte einen grundlegend neuen Chip-Typ - einen mit Graphenoxid beschichteten ultrasensitiven Biosensor - ein Material, das eine noch höhere Effizienz verspricht als das reine Graphen. Ein grundlegend neuer Chip auf Basis von Graphenoxid ermöglicht das Testen von Arzneimitteln außerhalb eines lebenden Organismus.
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Beschreibung:
Ein Biosensor ist ein Analysegerät zur Bestimmung der bei der Reaktion dieser Verbindungen verwendeten chemischen Verbindungen, durch Enzyme katalysiert, immunochemische Reaktion oder Reaktionen in Organellen, Zellen oder Gewebe. Der Biosensor kombiniert eine biologische Komponente mit einem physikochemischen Wandler.
Biosensoren bestehen aus drei Teilen:
– bioselektives Element (biologisches Material, z.B. Gewebe, Mikroorganismen, Organellen, Zellrezeptoren, Enzyme, Antikörper, Nukleinsäuren, etc.)
– Konverter (arbeitet nach physikalisch-chemischen Prinzipien; optisch, piezoelektrisch, elektrochemisch, etc.) Dies wandelt das Signal, das aus der Wechselwirkung des Analyten mit dem bioselektiven Element resultiert, in ein anderes Signal um, das leichter zu messen ist;
– zugehörige Elektronik, Dies ist in erster Linie dafür verantwortlich, die Ergebnisse in einer benutzerfreundlichen Form anzuzeigen.
Markerlose Biosensoren erschienen kürzlich in den Labors von Biochemikern und Apothekern, ihre Arbeit erheblich erleichtern und vereinfachen. Diese Sensoren können verschwindend geringe Konzentrationen von Substanzen erfassen und deren chemische Eigenschaften untersuchen. Im Gegensatz zu anderen biochemischen Techniken, für Biosensoren muss nicht “einhaken an” Moleküle der Proben fluoreszierender oder radioaktiver Markierungsmarker, ohne die die gesuchte Substanz blieb “unsichtbar”.
Stromsensorchips (Biosensoren) - dünne Platte von der Größe eines Zolls, Wo abgelagert, bestehen die untersuchten Proben hauptsächlich aus Glas, mit einer dünnen Goldschicht überzogen. Chips bilden entweder eine Schicht aus Thiolmolekülen oder eine Schicht eines Polymers (am häufigsten basierend auf karboksimetilirovaniya dextran). Unterhalb des Chips befindet sich der Laser, was die Plasmonresonanz anregt, es liest die Eigenschaften des reflektierten Strahls mit einem Fotodetektor.
Die Empfindlichkeit des Biosensors hängt von den Eigenschaften der Oberfläche ab - genauer gesagt, die Anzahl der Analytmoleküle kann sich der Aufzeichnung anschließen. Ein vielversprechendes Material für Biosensoren wird in Betracht gezogen Graphen: es hat eine große Oberfläche, billig herzustellen, und interagiert auch mit einer großen Anzahl von biologischen Molekülen.
Entwicklung eines grundlegend neuen Chip-Ultraschall-Biosensors mit Oxidbeschichtung auf Graphen , Ein Material, das noch mehr Effizienz verspricht als das reine Graphen. Ein grundlegend neues Oxid auf Chipbasis, Graphen ermöglicht das Testen von Medikamenten außerhalb eines lebenden Organismus. Der hochempfindliche Biosensor auf Basis von Graphenoxid eröffnet neue Möglichkeiten in der Medizin und in der Pharmaindustrie - er wird bei der Entwicklung neuer Medikamente und Impfstoffe gegen gefährliche Infektionskrankheiten wie Hepatitis helfen, Herpes, und Krebs und viele andere Krankheiten.
Die Messungen zeigten, dass der Biosensor auf Basis von Graphenoxid in 3 mal empfindlicher als chipbasiertes Dextran und 3.7 Zeiten des Sensors in sauberem Graphen. Dies bedeutet, dass der neue Chip um ein Vielfaches weniger Moleküle benötigt, um eine bestimmte Substanz nachzuweisen. In Ergänzung, das “Oxid” Sensor nach einem einfachen Regenerationsvorgang (Waschen mit Alkali) kann mehrfach verwendet werden. Es ist wichtig, dass das Graphenoxid billiger und leichter zu bekommen ist Herstellung.
Ultraschallempfindlicher Biosensor mit einer Beschichtung aus Graphenoxid auf Plasmabasis - elektromagnetisch Wellen, die an der Grenze zwischen Leiter und Dielektrikum als Ergebnis der Resonanzwechselwirkung zwischen Photonen und Elektronen auftreten. Die Parameter dieser Resonanz hängen so stark von den Eigenschaften der Oberfläche ab, dass selbst Spuren von “fremd” Substanzen beeinflussen sie erheblich. Biosensoren, die in der Lage sind, das Vorhandensein von einer Billionstel Fraktion eines Gramms der an der Stelle nachgewiesenen Substanz in Quadratmillimetern nachzuweisen.
Diese Fähigkeiten ermöglichen es uns, viele der Forschungsverfahren in Medizin und Biologie radikal zu vereinfachen, Das interessanteste Merkmal von Biosensoren ist jedoch, dass sie es Wissenschaftlern ermöglichen, die Wechselwirkung von Molekülen zu beobachten “Echtzeit.”
Mit ihrer Hilfe, Sie können sehen, wie die eine oder andere chemische Reaktion ist, es ist möglich, seine Geschwindigkeit zu schätzen, und kann so genau bestimmen, wie eine bestimmte Substanz in der Zelle von pathogenen Bakterien. Dies bedeutet, dass in naher Zukunft präklinische Tests von Arzneimitteln auf grundlegend neue Weise durchgeführt werden können, um die Wirkung genau vorherzusagen der Droge, Es reicht aus, die Wechselwirkung von Arzneimitteln mit lebendem Gewebe direkt auf dem Biosensor zu beobachten. Es ist eine Revolution in der Schaffung neuer Medikamente: Biosensoren werden die Effizienz präklinischer Studien erheblich verbessern und möglicherweise in naher Zukunft dazu beitragen, noch unheilbare Krankheiten zu gewinnen.
Vorteile:
- Biosensor auf Basis von Graphenoxid, 3 mal empfindlicher als chipbasiertes Dextran und 3.7 mal den sensor auf das saubere graphen
– präklinische Tests von Arzneimitteln auf grundlegend neue Weise durchführen
- das Vorhandensein von Billionen Gramm der an der Stelle nachgewiesenen Substanz in Quadratmillimetern nachweisen,
– vereinfacht viele Forschungsverfahren in der Medizin, Pharmazie, Biochemie und Biologie,
- ermöglicht es Wissenschaftlern, die Wechselwirkung von Molekülen zu beobachten “Echtzeit”,
– kostengünstig,
- Mehrfachnutzung.
