Читать онлайн «Сенсоры на основе металлических и полупроводниковых коллоидных наночастиц для биомедицины и экологии»

2 Биоэлектроника и биосенсорика УДК 661. 8... 5,577. 113. 4,547. 963. 32,544. 77. 032, 53. 043 Ìóñèõèí Ñ. Ô. , канд. физ. -мат. наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» Àëåêñàíäðîâà Î. À. , канд. физ. -мат. наук, доцент, Ëó÷èíèí Â. Â. , д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой, Ìàêñèìîâ À. È. , канд. физ. -мат. наук, доцент, Ìàòþøêèí Ë. Á. , аспирант, Ìîøíèêîâ Â. À. , д-р физ. -мат. наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ” им. В. И. Ульянова (Ленина)» Сенсоры на основе металлических и полупроводниковых коллоидных наночастиц для биомедицины и экологии1 Ключевые слова: áèîñåíñîð, êâàíòîâûå òî÷êè, ëàáîðàòîðèÿ íà ÷èïå, ïîâåðõíîñòíûé ïëàçìîííûé ðåçîíàíñ, ñåíñîð. Key words: biosensor, quantum dots, lab-on-chip, surface plasmon resonance, sensor. Представлен обзор сенсоров, в том числе био- а свойства не позволяют проводить долговременные сенсоров, на основе коллоидных полупроводнико- исследования, сами флуорофоры подвержены про- вых и металлических наночастиц. Рассмотре- цессу обесцвечивания. ны принципы действия сенсоров с чувствитель- Металлические и полупроводниковые колло- ными биологическими агентами (нуклеиновые идные наночастицы представляют собой хорошую кислоты, антитела, антигены и др. ) для рас- альтернативу органическим флуорофорам и образу- познавания ДНК, бактерий, глюкозы и других ют основу для разработки сенсоров для различных биологически важных компонентов. Рассмотре- применений. В частности, они хорошо сочетаются ны сенсоры для определения ионов тяжелых ме- с чувствительными биологическими компонентами, таллов и токсичных органических соединений. которые распознают биохимические, химические Сенсоры используют квантовые точки, метал- соединения и другие анализируемые объекты, такие лические наночастицы и их комплексы как сред- как белки, пептиды, ДНК. В качестве чувствитель- ства получения полезного сигнала распознава- ного биологического компонента могут выступать ния. Приведен пример лаборатории на чипе, ис- микроорганизмы, органеллы, клеточные рецепторы, пользующей коллоидные полупроводниковые и ферменты, антитела, антигены, нуклеиновые кисло- металлические наночастицы. ты и другие сложные органические соединения. Они взаимодействуют с анализируемыми объектами (свя- зываются с ними или распознают их). Биологические Введение компоненты и сложные органические соединения можно также использовать для определения загряз- Распознавание биомолекул имеет решающее зна- нений окружающей среды, например ионов тяже- чение в таких ключевых областях, как контроль лых металлов, токсических органических веществ, качества пищевых продуктов, своевременная диа- таких как фенолы, полициклические углеводороды.