Ученые из Южной Кореи разработали биосенсор нового типа, который способен обнаруживать связанные с болезнью Альцгеймера белки даже в сложных биологических средах, таких как кровь и плазма. Результаты исследования опубликованы в Advanced Functional Materials (AFM).
Устройство решает ключевую проблему современных диагностических технологий — так называемый эффект экранирования Дебая, который ранее существенно ограничивал точность измерений.
Эффект экранирования Дебая возникает из-за образования вокруг заряженных частиц в растворе «облака» ионов, которое мешает биосенсорам точно улавливать электрические сигналы от целевых молекул. В физиологических жидкостях этот эффект особенно выражен из-за высокой концентрации солей, что снижает дальность действия электрических взаимодействий и ухудшает чувствительность диагностики.
Для решения проблемы исследователи использовали транзисторные биосенсоры с изолированным затвором (EGT), интегрировав в них полупроводники на основе оксида индия-галлия с наноканавками. Такая структура позволяет управлять локальной ионной средой на границе раздела «полупроводник–электролит», уменьшая влияние экранирования и обеспечивая более точное обнаружение биомолекул.
В качестве тестовой системы ученые использовали тау-белок — один из ключевых биомаркеров болезни Альцгеймера. Новый сенсор показал высокую чувствительность и стабильность при обнаружении белка в широком диапазоне концентраций, сохраняя работоспособность даже в условиях, близких к реальным биологическим жидкостям.
По словам авторов, технология может стать основой для создания более точных и доступных диагностических систем нового поколения, включая экспресс-тесты для раннего выявления нейродегенеративных заболеваний.
Ранее ученые выяснили, что потеря памяти и слабость костей связаны одной причиной.
