Том 6, №1, 2014
РусскийEnglish

НАНОСИСТЕМЫ



МОЛЕКУЛЯРНЫЙ НАНОБИОСЕНСОР НА ОСНОВЕ ФЕРМЕНТА ГЛЮКОЗООКСИДАЗЫ
1Кашин В.В., 1Колесов В.В., 1Крупенин С.В. 2Паршинцев А.А., 3Решетилов А.Н.,
2Солдатов Е.С., 4Азев В.Н.


1Институт радиотехники и электроники им. В.А.Котельникова РАН, http://www.cplire.ru
2МГУ им. М.В. Ломоносова, физический факультет, http://www.phys.msu.ru
3Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К.Скрябина РАН, http://ibpm.ru
4Филиал института биоорганической химии им. акад. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова, http://www.bibc.psn.ru

Поступила 16.12.2013
Разработана планарная топология для наноэлектронного трансдьюсера на основе фермента глюкозооксидазы. На основе методов электронно-лучевой нанолитографии изготовлена планарная наноструктура для наноэлектронного биосенсора. Разработан метод химической модификации поверхности двуокиси кремния эпоксисиланом и осуществлена иммобилизация фермента глюкозооксидазы на поверхности планарной наноструктуры для наноэлектронного трансдьюсера через линкерные молекулы. Разработана методика регистрации биохимических сигналов. Продемонстрировано изменение функционального состояния иммобилизованного фермента глюкозооксидазы при наличии глюкозы в тестовом растворе.

Ключевые слова: биосенсор, нанотранзистор, наноструктуры, ферментные электрохимические сенсоры, ферментная активность.

УДК 544.6:57 (579.087.9+543.95):543.86

Библиография – 29 ссылок

РЭНСИТ, 2013, 5(2):45-61
ЛИТЕРАТУРА
  • Reshetilov AN, Reshetilova TA. Nanosensors and their applications. In: Metal nanoparticles in microbiology. Berlin, Springer Verlag, 2011, p. 269-283.
  • Asefa T, Duncan CT, Sharma KK. Recent advances in nanostructured chemosensors and biosensors. Analyst, 2009, 134(10):1980-1990.
  • Soldatov ES, Khanin VV, Trifonov AS, Gubin SP, Kolesov VV, Presnov DE, Iakovenko SA, Khomutov GB, Korotkov AN. Room temperature molecular single-electron transistor. Physics Uspekhi, 1998, 41(2):202-202.
  • Gubin SP, Gulayev YuV, Khomutov GB, Kislov VV, Kolesov VV, Soldatov ES, Sulaimankulov KS, Trifonov AS. Molecular clusters as building blocks for nanoelectronics: the first demonstration of cluster SET transistor at room temperature. Nanotechnology, 2002, 13:185-194.
  • Soldatov ES, Gubin SP, Maximov IA, Khomutov GB, Kolesov VV, Sergeyev-Cherenkov AN, Shorokhov VV, Sulaimankulov KS, Suyatin DB. Molecular cluster based nanoelectronics. Microelectronic Engineering, 2003, 69:536-548.
  • Gubin SP, Gulyaev YuV, Khomutov GB, Kislov VV, Kolesov VV, Maximov IA, Samuelson L, Soldatov ES, Taranov IV. Electronics of molecular nanoclusters. Intern. J. of Nanoscience, 2004, 3(1-2):137-147.
  • Колесов ВВ, Сапков ИВ, Солдатов ЕС. Молекулярный одноэлектронный транзистор на основе планарной наноструктуры. Труды 20-й Межд. Крымской конф. “Микроволновые и телекоммуникационные технологии” (КрыМиКо’2010), 13-17 сент. 2010, Севастополь, Крым, Украина, с. 857-858.
  • Scognamiglio V, Pezzotti G, Pezzotti I, Cano J, Buonasera K, Giannini D, Giardi MT. Biosensors for effective environmental and agrifood protection and commercialization: from research to market. Microchimica Acta, 2010, 170:215-225.
  • Reshetilov AN, Kitova AE, Arkhipova AV. Determination of ethanol in acetic acid-containing samples by a biosensor based on immobilized Gluconobacter cells. Nusantara Bioscience, MBI & UNS Solo, 2012, 3:97-100.
  • Pantelopoulos A, Bourbakis NG. A survey on wearable sensor-based systems for health monitoring and prognosis. IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics, Part C: Applications and Reviews, 2009, 40(1):1-12.
  • Reddy RRK, Chadha A, Bhattacharya E. Porous silicon based potentiometric triglyceride biosensor. Biosensors and Bioelectronics, 2001, 16(4-5):313-317.
  • Adami M, Sartore M, Baldini E, Rossi A, Nicolini C. New measuring principle for LAPS devices. Sensors and Actuators B: Chemical, 1992, 9(1):25-31.
  • Pan T, Huang M-D, Lin W-Y, Wu M-H. A urea biosensor based on pH-sensitive Sm2TiO5 electrolyte–insulator–semiconductor. Analytica Chimica Acta, 2010, 669:68–74.
  • http://www.newchemistry.ru/printletter.php.
  • Bergveld P. Thirty years of ISFETOLOGY. What happened in the past 30 years and what may happen in the next 30 years. Sensors and Actuators B: Chemical, 2003, 88:1-20.
  • Pourmand M, Karhanek M, Persson HHJ, Webb CD, Lee TH, Zahradníková A, DavisRW. Direct electrical detection of DNA synthesis. Proc. of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2006, 103(17):6466-6470.
  • Wu M, Lin T-W, Huang M-D, Wang H-Y, Pan T-M. Label-free detection of serum uric acid using novel high-k Sm2TiO5 membrane-based electrolyte–insulator–semiconductor. Sensors and Actuators B, 2010, 146:342–348.
  • De Benedetto GE, Palmisano F, Zambonin PG. One-step fabrication of a bienzyme glucose sensor based on glucose oxidase and peroxidase immobilized onto a poly(pyrrole) modified glassy carbon electrode. Biosensors and Bioelectronics, 1996, 11(10):1001-1008.
  • Krupenin VA, Lotkhov SV, Vishenski SV. Photo and electron-beam lithography sharing common stencil. J.Vac. Sci. Technol., 1993, B11(6):2132.
  • Steinmann P, Weaver JMR. Fabrication of sub-5 nm gaps between metallic electrodes using conventionsl lithographic techniques. Vac.Sci.&Technol.B, 2004, 22:3178.
  • Толливер Д, Новицки Р, Хесс Д и др. Плазменная технология в производстве СБИС, п/ред.Айнспрук Н, Браун Д. М., Мир, 1987, 469 с.
  • Steinmann P, Weaver JMR. Fabrication of sub-5 nm gaps between metallic electrodes using conventionsl lithographic techniques. Vac.Sci.&Technol.B, 2004, 22:3178-3180.
  • Kolesov VV, Sapkov V, Soldatov ES. Using a Focused Ion Beam for the Creation of a Molecular Single Electron Transistor. Moscow Univ. Physics Bulletin, 2009, 64(4):384-388.
  • Park H, Lim AKL, Alivisatos AP. Fabrication of metallic electrodes with nanometer separation with electromigration. Appl. Phys. Letters, 1999, 35:2-5.
  • Trouwborst ML, van der Molen SJ, van Wees BJ. The role Joule heating in the formation of nanogaps by electromigration. J.Appl.Phys., 2006, 99:1143-1147.
  • O’Neill K, Osorio EA, van der Zant HSJ. Self Breaking in Planar Few-atom Au Constrictions for nm-Spaced Electrodes. Appl. Phys. Lett., 2007, 90:1331-1336.
  • Heersche HB, Lientschnig G et al. In situ imaging of electromigration-induced nanogap formation by transmission electron microscopy. Appl. Phys. Lett., 2007, 91(7):072107-3.
  • Gulyaev YuV, Kolesov VV, Kislov VV, Taranov IV, Gubin SP, Khomutov GB, Soldatov ES, Maximov IA, Samuelson L. Electronics of molecular nanoclusters. Intern. J. of Nanoscience, 2004, 3(1-2):137-147.
  • Бидей СП и др. Иммобилизованные клетки и ферменты. Методы. Вудворд Д (ред.). Москва, Мир, 1988, 215 с.


Полнотекстовая электронная версия статьи – на вебсайте http://elibrary.ru