Группа ученых из Южной Кореи представила уникальный биосенсор, способный эффективно обнаруживать белки, связанные с болезнью Альцгеймера, даже в сложных биологических средах, таких как кровь и плазма. Результаты их работы были опубликованы в научном журнале Advanced Functional Materials (AFM).
Данное устройство нацелено на решение одной из ключевых проблем современных диагностических технологий — эффекта экранирования Дебая, который ранее существенно ограничивал точность измерений. Этот эффект возникает из-за формирования вокруг заряженных частиц в растворе своего рода «облака» ионов, что мешает биосенсорам точно улавливать электрические сигналы от целевых молекул.
В физиологических жидкостях, таких как кровь, эффект экранирования особенно pronounced, что связано с высокой концентрацией солей. Это приводит к снижению дальности действия электрических взаимодействий и ухудшению чувствительности диагностики, что является значительным препятствием для точного обнаружения биомолекул.
Для преодоления этой проблемы исследователи применили транзисторные биосенсоры с изолированным затвором (EGT), интегрировав в них полупроводники на основе оксида индия-галлия с наноканавками. Эта структура позволяет управлять локальной ионной средой на границе раздела «полупроводник–электролит», что значительно снижает влияние экранирования и обеспечивает более точное обнаружение биомолекул.
В качестве тестовой системы ученые использовали тау-белок — один из ключевых биомаркеров болезни Альцгеймера. Новый сенсор продемонстрировал высокую чувствительность и стабильность при обнаружении белка в широком диапазоне концентраций, сохраняя работоспособность даже в условиях, близких к реальным биологическим жидкостям.
Как утверждают авторы исследования, данная технология может стать основой для создания более точных и доступных диагностических систем нового поколения, включая экспресс-тесты для раннего выявления нейродегенеративных заболеваний.
