Заказ OnLine : Ваша корзина
Новый тип сенсоров для анализа и криминалистики
Исследователи их Университета Пэрдю разработали новый инструмент, который может найти применение в медицинской диагностике, проверке качества продуктов питания и питьевой воды, а также для экспертов-криминалистов.
Схематично показано принципиальное устройство нового гибридного «оптикоэлектрического» устройства. Для перемещения частичек к сенсору в устройстве используется сфокусированный инфракрасный лазерный луч.
В новой методике применяется комбинация света и электрического поля, такая комбинация позволяет перемещать капли и частицы небольшого размера, как, например, бактерии, вирусы и молекулы ДНК, содержащиеся внутри этих анализируемых капель.
Другие методы, в которых по раздельности применяется либо облучении, либо электрическое поле, могут управлять либо перемещением капель, либо частиц, содержащихся в них, однако новый комбинированный «оптикоэлектрический» метод позволяет сразу выполнять обе эти операции, что делает его потенциально полезным для разработки новых аналитических сенсорных систем.
Обычно частицы в анализируемых каплях определяют, когда они в хаотическом порядке падают на поверхность сенсора. Новый метод может увеличить эффективность сенсора за счет перемещения частиц в определенные регионы электронного типа для определения или анализа.
Новая гибридная методика универсальна в том отношении, что она позволяет манипулировать каплями и частицами со значительным разбросом размеров ¬ от капель объемом в несколько микролитров до частиц размером в несколько нанометров.
Новый метод может оказаться полезным для создания технологий lab-on-a-chip недалекого будущего, применяющихся для анализа биологических образцов в медицинских приложениях или системах мониторинга окружающей среды.
Сенсоры нового типа могут применяться для экспресс-анализа крови, мочи и других биологических жидкостей в рамках решения самых различных задач – скрининг метаболитов лекарственных препаратов, тест на отцовство, определение сердечнососудистых и онкологических заболеваний на ранних стадиях, а также для диагностики инфекционных заболеваний, вызванных бактериями, вирусами и болезнетворными грибками, которые сложно обнаружить с помощью стандартного оборудования обычной больницы. Новый метод также может оказаться удобным для определения ДНК, которое можно будет сделать по одной капле крови, поскольку архитектура нового сенсора позволяет быстро провести необходимые для этого вида анализа полимеразоцепную реакцию и капиллярный электрофорез. Новый метод анализа также может оказаться удобным для определения патогенов в пище или питьевой воде.
Весьма важным для новой технологии элементов являются электроды из смешанного оксида индия и олова, эти прозрачные и электропроводные материалы обычно применяются в бытовой электронике, их применяют для изготовления сенсорных дисплеев. Капли жидкости помещают на электроды, инфракрасный лазер применяется для нагревания как электродов, так и капель. Затем электрическое поле вызывает в нагреваемой жидкости «микрокапиллярный водоворот» вращающейся жидкости. Этот «водоворот» позволяет перемещать содержащиеся в нем частицы, перемещая положение лазера, частицы собираются только в том районе электрода, на который попадает излучение.
Разработанная методика может оказаться полезной не только для анализа, но и для получения наноразмерных систем за счет использования так называемого модифицированного эффекта кольца от кофейной чашки – образования твердых структур после испарения жидкостей. Поскольку положением частиц можно управлять с помощью лазера, появляется возможность создания структур и схем, например, для электроники.
