Принципы построения биосенсоров

В живой природе моноэлектронный эффект реализуются в молекулярных ансамблях (ЦЭТ в белках). ЦЭТ состоит из белков и служит для транспортировки электронов. Главную роль при всем этом играют редокс-центры, находящиеся в структуре белка. Это вещества небелковой структуры, к примеру, гемм, хлорофилл, железосодержащие кластеры. Потому что гранулка мала, то пришедший электрон обеспечивает кулоновскую блокаду для следующих электронов. Полилептидная цепочка белка делает жесткий каркас с редокс-центрами, задавая их обоюдную ориентацию. Перенос электрона осуществляется за счет направленного перемещения электрона от 1-го такового центра к другому, расстояние меж которыми составляет 3 — 30А°. При всем этом изменение энергии редокс-центра с учетом того, что:

, °, ,

будет существенно превосходить уровень термического шума, и соответствовать температуре в .

В 90-х годах были сделаны 1-ые одноэлектронные транзисторы, но но для обеспечения их работоспособности приходится охлаждать их до гелиевой температуры (4,2 К). При комнатной температуре размер такового транзистора должен быть в границах нескольких нанометров. Рядовая оптическая литография для этой цели не применима.

Для получения таких малых рабочих частей используют молекулярно-кластерные технологии с внедрением металлоорганических веществ. Технологический процесс сборки транзистора по таковой технологии осуществляется при помощи мономолекулярных слоев Ленгмюр-Блоджетовских (ЛБ) пленок стеариновой кислоты, несущих внутри себя карборановые кластеры размером 1-2 нм. Методом испарения раствора, содержащего кластеры и стеариновую кислоту делают пленки ЛБ со средним расстоянием меж кластерами порядка 20 нм. Это дает плотность упаковки частей, равную 2500 штук на один квадратный микрометр.

Пленка Ленгмюра-Блоджета появляется, когда амфипатичные молекулы осаждаются на поверхность жесткой подложки. Пленки, образованные схожим методом, могут быть проанализированы в критериях вакуума. Благодаря анализу средством визуализации с помощью времяпролетной масс-спектрометрии вторичных ионов может быть определено рассредотачивание компонент в модели.

Пленки Ленгмюра-Блоджета могут употребляться в качестве моделей био мембран, частей структуры для биодатчиков, также просветляющих слоев. Пленки Ленгмюра-Блоджета используются также в полупроводниковых разработках.