Прогресс в микро- и нанотехнологии стимулировал не только развитие приборов наноэлектроники и фотоники, предназначенных, в первую очередь, для обработки информации, но и реализацию новых технических решений в области сенсорных первичных преобразователей информации.

sitemap
Наш сайт использует cookies. Продолжая просмотр, вы даёте согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с нашей Политикой Конфиденциальности
Согласен
Поиск:

Вход
Архив журнала
Журналы
Медиаданные
Редакционная политика
Реклама
Авторам
Контакты
TS_pub
technospheramag
technospheramag
ТЕХНОСФЕРА_РИЦ
© 2001-2025
РИЦ Техносфера
Все права защищены
Тел. +7 (495) 234-0110
Оферта

Яндекс.Метрика
R&W
 
 
Вход:

Ваш e-mail:
Пароль:
 
Регистрация
Забыли пароль?
Книги по нанотехнологиям
Суминов И.В.,Белкин П.Н., Эпельфельд А.В., Людин В.Б., Крит Б.Л., Борисов A.M.
Под ред. Ханнинка Р.
Другие серии книг:
Мир материалов и технологий
Библиотека Института стратегий развития
Мир квантовых технологий
Мир математики
Мир физики и техники
Мир биологии и медицины
Мир химии
Мир наук о Земле
Мир электроники
Мир программирования
Мир связи
Мир строительства
Мир цифровой обработки
Мир экономики
Мир дизайна
Мир увлечений
Мир робототехники и мехатроники
Для кофейников
Мир радиоэлектроники
Библиотечка «КВАНТ»
Умный дом
Мировые бренды
Вне серий
Библиотека климатехника
Мир транспорта
Мир фотоники
Мир станкостроения
Мир метрологии
Мир энергетики
Книги, изданные при поддержке РФФИ
Выпуск #5/2010
Т.Зимина, В.Лучинин.
Миниатюрные аналитические платформы: ожидания, реальность и перспективы
Просмотры: 2613
Прогресс в микро- и нанотехнологии стимулировал не только развитие приборов наноэлектроники и фотоники, предназначенных, в первую очередь, для обработки информации, но и реализацию новых технических решений в области сенсорных первичных преобразователей информации.
Следует отметить, что появление микро- и наноаналитических систем определила конструктивно-технологическая интеграция сенсорных, процессорных и исполнительных устройств на так называемом «чипе», позволившая перейти к системам, наделенным не просто контролирующими, но и аналитическими функциями. Такие приборы по чувствительности контрольно-измерительных процедур находятся между классическими датчиками и аналитическими системами, опережая последние, как правило, в оперативности анализа при значительном снижении стоимости.
Первая интегральная микроаналитическая система была изготовлена еще в 1970-е годы, но лишь с 1990-х годов научно-техническое сообщество пришло к пониманию важности реализации микросистем в области аналитической химии. Появившиеся в это время концепции миниатюрных аналитических платформ: µ-TAS (micro total chemical analysis system) [1], лаборатории на чипе (lab-on-a-chip) были направлены, прежде всего, на повышение производительности и снижение стоимости анализа [2]. В определенной степени уже достигнуты результаты в области значительного повышения оперативности медико-биологического мониторинга и снижения ошибок при принятии решений.

Одно из важнейших востребованных направлений наноиндустрии – разработка научно-технологических основ, создание микро- и наноаналитических систем нового поколения для биомедицинского и экологического анализа, реализация которых базируется на междисциплинарных технологиях и включает конвергенцию объектов неорганической и биоорганической природы, реализуемую на микро- и наноуровнях [3, 4].
Цель данной работы, основанной на результатах практической реализации в НОЦ «Микротехнологии и диагностики» ЛЭТИ базовых функциональных компонентов микро- и наноаналитических систем – системное представление современного состояния компонентной базы и основных функциональных модулей миниатюрных аналитических
платформ.
Компоненты миниатюрных аналитических платформ
Сформировалось три основных научно-технических направления в развитии миниатюрных аналитических платформ, фактически отличающихся способом доставки анализируемой пробы к сенсорному элементу.
К ним относятся капиллярные проточные (микрофлюидные устройства), изобретателем которых считается А.Манц [1]; матричные биочипы, приоритет создания которых приписывают С.Фодору (США) [5] и А.Мирзабекову (Россия) [6] и, так называемые, «умные частицы», предложенные К.Пистером [7] (табл.1).
Действие микрофлюидных аналитических чипов основано на принципах проточного анализа и представляет собой гибридно-интегральную форму хроматографии и капиллярного электрофореза.
Матричные аналитические системы содержат топологически кодированные площадки, с иммобилизованными тем или иным способом комплементарными группировками, избирательно связывающими целевые компоненты аналита (мишени). Функционирование таких систем можно сравнить с принципом работы «носа». Матрицы изготавливаются методом фотолитографии в сочетании с биосинтезом на подложке (например, олигопептидов и/или олигонуклеотидов), либо иммобилизацией комплементарных мишеней биофрагментов с помощью фотополимеризующихся связующих. Возможно позиционирование биоспецифических соединений или их растворов или суспензий в виде капелек в матрицах микролунок [8].
Отличительная особенность «умных частиц» – их структурная организация, обеспечивающая одновременное независимое получение информации совокупностью частиц, обладающих автономностью, с возможностью сбора данных в условиях значительного пространства. Иногда сверхминиатюрные автономные аналитические платформы называют «умная пыль» [7].
Основные функциональные компоненты и выполняемые ими операции системно представлены в табл. 2.
 
 Отзывы читателей
Разработка: студия Green Art