Биосенсор для высокочувствительного обнаружения молекул

21.01.2021

Компания Imec представила самый маленький кремниевый FinFET, который функционирует как биосенсор. Разработчикам удалось создать транзистор сверхмалых размеров: ширина ребра 13 нм, а длина затвора - 50 нм.

Благодаря высокой степени интеграции и низкой стоимости полевые транзисторы (FET) вызвали большой интерес для работы в сфере биочувствительности - обнаружения ДНК, белков, вирусов и определение pH. Когда биомолекулы связываются с химически модифицированной диэлектрической поверхностью затвора, его пороговое напряжение изменяется, в результате возникает измеримый сигнал.

Несмотря на непрерывный прогресс исследований в этой области, биочувствительные транзисторы - устройства BioFET - еще не показали весь свой потенциал на рынке. Компания Imec исследовала, как усовершенствованное поколение устройств CMOS FET (finFET-транзисторы с трехмерными затворами малой длины), могут улучшить чувствительность BioFET. Это поможет использовать прикладной медицине. Такие finFET-транзисторы обладают преимуществами с точки зрения высокой степени интеграции и распараллеливания, но очень мало известно об их потенциале как BioFET.

Со своими устройствами bio finFET длиной до 50 нанометров imec продемонстрировала надежный сигнал для гибридизации ДНК и обнаружения десятков молекул ДНК на поверхности FinFET нанометрового размера. На основании экспериментов и моделирования imec предсказывает, что обнаружение одиночных молекул с отношением сигнал / шум (SNR)> 5 станет возможным с FinFET-транзисторами с длиной волны менее 70 нм.

Радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, способный от небольшого входного сигнала управлять значительным током в выходной цепи, что позволяет использовать его для усиления, генерирования, коммутации и преобразования электрических сигналов. В настоящее время транзистор является основой схемотехники подавляющего большинства электронных устройств и интегральных микросхем.

<< Назад: Перенос данных с компьютера в геном живых бактерий 22.01.2021

>> Вперед: Металлическое топливо 20.01.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Звуки капель ускоряют прорастание на 30% 20.05.2026

Растения обладают удивительной чувствительностью к окружающему миру, и новые исследования показывают, что они способны воспринимать даже звуки. Ученые обнаружили, что семена риса ускоряют свое прорастание, реагируя на шум дождя. Этот механизм помогает растениям лучше приспосабливаться к изменяющимся условиям окружающей среды и может играть важную роль в их выживании. В ходе экспериментов исследователи записывали звуки дождя разной интенсивности. Оказалось, что падение капель создает значительное звуковое давление - сравнимое с тем, которое фиксируют на небольшом расстоянии от двигателей реактивных самолетов. Хотя такие звуки находятся за пределами человеческого слуха и плохо передаются из воды в воздух, они вполне способны влиять на семена, находящиеся под тонким слоем воды или почвы. Ученые провели серию опытов с посевным рисом, который традиционно высевают в увлажненную почву или под слой воды. Семена помещали в лужи глубиной 2,5-3 сантиметра и воспроизводили звуки дождя. Небол ...>>

Volkswagen ID. Polo GTI 20.05.2026

Volkswagen продолжает развивать легендарную линейку GTI, перенося ее дух в эпоху электромобилей. Компания официально представила ID. Polo GTI - первый полностью электрический "горячий" хэтчбек, который сочетает в себе современные технологии и фирменный драйверский характер моделей GTI, история которых началась еще в 1976 году с первого Golf GTI. Премьера новинки прошла во время знаменитой 24-часовой гонки на Нюрбургринге. Электромотор на передней оси развивает 222 л.с. (166 кВт) и выдает 290 Нм крутящего момента. Разгон с 0 до 100 км/ч занимает 6,8 секунды. Хотя динамика не претендует на звание рекордной в классе, Volkswagen сделал акцент на точной управляемости и узнаваемом "GTI-настроении". Для этого автомобиль оснастили блокировкой переднего дифференциала, адаптивной спортивной подвеской DCC и прогрессивным рулевым управлением. ID. Polo GTI использует ту же батарею емкостью 52 кВтч с химией NMC, что и обычная версия модели. Запас хода по циклу WLTP достигает 424 км. Поддержива ...>>

Коты охотнее разговаривают с мужчинами 19.05.2026

Домашние кошки всегда считались довольно сдержанными и избирательными в проявлении эмоций. Однако новое исследование показало, что наши пушистые питомцы гораздо активнее используют голос при общении с мужчинами, чем с женщинами. Это открытие помогает глубже понять особенности кошачьего поведения и природу их отношений с человеком. Ученые из Университета Анкары проанализировали реакцию 31 домашнего кота. Владельцы записывали на видео поведение животных в первые минуты после возвращения домой, стараясь вести себя максимально естественно. Результаты оказались весьма примечательными: в среднем за первые 100 секунд после прихода мужчины коты издавали 4,3 различных вокализации - мяуканье, мурлыканье или характерные "чириканья". При появлении женщины этот показатель составил всего 1,8. Исследователи изучили 22 разных типа поведения кошек, включая трение о ноги, зевки и реакцию на еду. Единственным значимым различием между мужчинами и женщинами оказалась именно частота вокализаций. Возра ...>>

Умная сушилка Xiaomi Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 19.05.2026

Компания Xiaomi представила новую модель Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 - инновационный многофункциональный комплекс, который кардинально меняет представление о сушке одежды и организации балконного пространства. Главное преимущество новинки заключается в гибкой системе организации. Устройство оснащено четырьмя независимыми зонами, благодаря чему одновременно можно сушить совершенно разные типы вещей - от легкого белья и носков до объемных одеял и верхней одежды. Для этого предусмотрено 38 открытых крючков, 32 вращающихся зажима, 20 выдвижных стержней и две специальные сетки, что позволяет оптимально использовать каждый сантиметр пространства. Еще одна яркая особенность - встроенное интеллектуальное освещение. 42-дюймовый световой модуль мощностью 36 Вт и световым потоком 3000 люмен способен полностью заменить потолочную люстру на балконе. Пользователи могут регулировать цветовую температуру в диапазоне от 3000 до 5700 K, создавая комфортную атмосферу для разных сценариев - ...>>

Сильнее всего мы злимся на самых близких 18.05.2026

Многие замечали одну и ту же странную закономерность: на работе или в общении с посторонними людьми мы способны сдерживать раздражение даже в сложных ситуациях, а дома можем вспыхнуть из-за сущей мелочи. Этот парадокс хорошо известен психологам и имеет глубокие нейробиологические причины. Оказывается, дело не в "плохом характере", а в особенностях работы нашего мозга и нервной системы. Когда мы находимся среди малознакомых людей, префронтальная кора головного мозга активно контролирует эмоции. Она выступает в роли внутреннего цензора, подавляя агрессию и помогая выбирать социально приемлемые реакции. Дома же мозг воспринимает окружение как максимально безопасное и предсказуемое, поэтому уровень контроля заметно снижается. В результате накопленные эмоции выходят наружу гораздо ярче и сильнее. Кроме того, мозг формирует особый "эмоциональный архив" именно на близких людей. Даже незначительные обиды и раздражения, которые мы переживаем годами, откладываются в памяти. При новом конфл ...>>

Случайная новость из Архива Вегетарианство как защита от диабета 20.09.2025 Питание уже давно рассматривается не только как источник энергии, но и как важный фактор здоровья и экологического благополучия. В последние годы особое внимание уделяется растительным рационам, способным одновременно снижать риск хронических заболеваний и уменьшать нагрузку на окружающую среду. Новый анализ британских ученых из Кембриджского университета подтверждает, что выбор в пользу растительных продуктов может принести двойную пользу - для организма и для климата. Работа проводилась в рамках крупного проекта EPIC-Norfolk, который охватывает более двух десятилетий наблюдений за питанием и здоровьем жителей Великобритании. В исследовании приняли участие свыше 23 тысяч человек, которые в разные годы заполняли анкеты о своем рационе. Такой длительный и масштабный подход позволил ученым оценить долгосрочные эффекты пищевых привычек. Результаты оказались показательными: у участников, наиболее последовательно придерживавшихся принципов так называемой "диеты планетарного здоровья" (Planetary Health Diet, PHD), вероятность развития диабета второго типа оказалась на 32% ниже, чем у тех, кто почти не придерживался подобных рекомендаций. Более того, в этой же группе уровень связанных с питанием выбросов парниковых газов оказался на 18% меньше, что демонстрирует явный экологический эффект. Сама концепция PHD была разработана международной комиссией EAT-Lancet и предполагает преобладание в рационе цельнозерновых культур, овощей, фруктов, бобовых и орехов. Белки преимущественно предлагается получать из растительных источников, а количество красного и переработанного мяса, сладких напитков и продуктов с высоким содержанием насыщенных жиров рекомендуется минимизировать. Такой подход объединяет заботу о здоровье человека и стремление к устойчивому развитию планеты. Руководитель исследования доктор Соломон Совах (Solomon Sowah) отметил, что ученые стремились восполнить пробел в данных о влиянии диеты PHD на заболеваемость диабетом именно в европейской популяции. По его словам, полученные результаты ясно показывают, что рацион, основанный на растительных продуктах и цельных злаках, при одновременном ограничении мяса и сахара, связан с более низким риском диабета и меньшими углеродными выбросами. Соавтор исследования профессор Нита Форуи (Nita Forouhi) подчеркнула, что подобные выводы должны стать сигналом не только для отдельных людей, но и для политиков. Сбалансированная растительная диета, по ее словам, способна приносить двойную выгоду - укреплять здоровье населения и снижать негативное воздействие продовольственной системы на климат. Однако для этого необходимы совместные усилия общества, бизнеса и государства. Авторы подчеркивают, что их данные указывают на статистическую связь, а не на прямую причинно-следственную зависимость. Тем не менее они убеждены, что растительные рационы обладают значительным потенциалом и в сфере профилактики диабета, и в вопросах снижения экологической нагрузки.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026