Учёные из Израиля и Франции разработали новый метод «молекулярной печати» полимерных структур с использованием фонтанной наноручки. Метод открывает возможности для изготовления стабильных наноматриц для детектирования сразу нескольких аналитов.

Интеграция полимерных рецепторных структур с флюидными системами может также позволить создавать новые устройства типа «лабораторий на чипе».

Микро- и нанобиочипы позволят расширить область применения матричных биосенсоров в таких приложениях, как клинические анализы, мониторинг состояния окружающей среды, а также национальная безопасность. Такие биочипы обычно используют в качетсве сенсоров ферменты или антитела, но эти молекулы могут быть неустойчивы. Кроме того, не для каждой молекулы-мишени может существовать природный рецептор. Поэтому необходима возможность создания новых специальных рецепторов для интересующих аналитов.

Авторы нового метода смогли изготовить отдельные наноструктуры из молекулярных «отпечатков» с использованием нанофонтанной ручки. Она представляет собой пустой стеклянный капилляр с чрезвычайно острым концом и апертурой всего в несколько сотен нанометров, присоединённый к зонду атомно-силового микроскопа, что позволяет позиционировать перо с точностью до нанометров.

Рис. 1. Наноручка и «рисунки» под микроскопом

«Чернила» – например, белки, ДНК или другие полимеры – выделяются из головки ручки только при контакте с поверхностью, что приводит к выделению крошечного количества раствора.

Таким образом исследователи смогли печатать структуры белков и других полимеров на стеклянных, покрытых золотом и кремниевых подложках. В принципе, по словам авторов, метод позволяет печатать практически всем, чем угодно и на всём, на чём угодно. Кроме того, можно рисовать, не отрывая ручку от субстрата – именно таким образом была сделана надпись ‘MIP’ (от molecularly imprinted polymers), показанная на рисунке. Запас «чернил» на таких масштабах является практически неограниченным.

Эта работа прокладывает путь к созданию наночипов, способных к детектированию множественных аналитов, с более высокой страбильностью, нежели в случае биологических рецепторов. Возможно создание сенсоров для таких молекул, которые не имеют соответствующего рецептора в биологическом мире. Интеграция нового метода с нанофлюидикой ускорит создание «лабораторий на чипе». А в настоящее время исследователи работают над разработкой метода безметочного детектирования на структурах, получаемых этим способом.

Василий Артюхов