Наносенсоры

Кремниевые
Наносенсоры
Подготовил: Шлямин Юрий
1
Темы
•
•
•
•
pH – сенсоры
Сенсор белка
Сенсор вируса гриппа
Сенсор ДНК
2
Простой метод синтеза кремниевых
нанотрубок
3
Некоторые значения pHВеществ
Аккумуляторная кислота<1.0
Желудочный сок1,0—2,0
Лимонный сок2,5±0,5
Лимонад Кола2,5
Уксус2,9
Яблочный сок3,5±1,0
Пиво4,5
Кофе5,0
Чай5,5
Отбеливатель(хлорка)12,5
Кислотный дождь< 5,6
Молоко6,6-6,9
Чистая вода7,0
слюна6,35—6,85
Кровь7,36—7,44
Морская вода8,0
Мыло (жировое) для
рук9,0—10,0
Нашатырный спирт11,5
Раствор соды13,5
4
pH - сенсоры
Нанопроволочный pH -метр:
а) схема действия;
b ) реакция на резкие изменения кислотности среды;
c ) показывает, что pH можно измерять с высокой точностью.
5
Белки
• Белки́ — сложные
высокомолекулярн
ые природные
органические
вещества,
построенные из
аминокислот,
соединённых
пептидными
связями.
6
Сенсор белка
Нанонопроволчный
сенсор для белков:
а)
наглядная
схема
–
модифицированная
Si
-НП
(слева) и присоединенный к SiНП стрептовидин (справа);
b) изменение кондактанса при
адсобции
250
нМ
стрептовидина
на
функционализированную SiOx оболочку
Si-НП
из
n
фемтомолярного
раствора
(n>10) протеина;
с) немодифицированная Si-НП:
нет протеина – нет и реакции.
d)
при
пропускании
над
сенсором буферного раствора;
e) при адсорбции 25 нМ
стрептовидина ( n =10).
7
Сенсор вируса гриппа
Схема детектирования
одиночного вируса.
8
Дезоксирибонуклеиновая кислота
(ДНК)
ДНК
(дезоксирибонуклеиновая
кислота) — биополимер,
содержащийся в клетках всех
живых организмов, а также в
некоторых вирусах. Является
носителем генетической
информации и
наследственных признаков.
9
Формы двойной спирали ДНК
Существуют несколько форм двойной спирали ДНК
10
Форма А
• А-форма - 11 пар
азотистых оснований на
виток. Плоскости
азотистых оснований
отклонены от нормали к
оси спирали на 20.
Отсюда следует наличие
внутренней пустоты
диаметром 5Å. Высота
витка 28Å. Такие же
параметры у гибрида из
одной цепи ДНК и одной
цепи РНК.
11
Форма В
• В основной - В-форме на виток
приходится 10
комплементарных пар.
Плоскости азотистых
оснований перпендикулярны
оси спирали. Соседние
комплементарные пары
повернуты друг относительно
друга на 36. Диаметр спирали
20Å, причем пуриновый
нуклеотид занимает 12Å, а
пиримидиновый - 8Å.
12
Форма С
• С-форма - шаг спирали 31Å, 9.3 пар
оснований на виток, угол наклона к
перпендикуляру 6.
13
Форма Z
• Есть еще несколько форм
правых спиралей и всего
одна левая спираль (Z форма). Высота витка в Zформе -44.5 Å, на виток
приходится 12 пар
нуклеотидов. Ни А-, ни Zформы не могут
существовать в водном
растворе без дополнительных
воздействий (белки или
суперспирализация).
14
Сенсор ДНК
15
Зависимость проводимости от
времени
16