Создан биоэлектронный транзистор

Создан биоэлектронный транзистор
Сотрудники Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса и Калифорнийского
университета (США) сконструировали транзистор на базе углеродной нанотрубки,
управляемый с помощью аденозинтрифосфата (АТФ) — универсального источника
энергии для биохимических процессов, протекающих в живых системах.
Нанотрубка располагается между двумя металлическими электродами и покрывается
изолирующим слоем полимера, который оставляет свободной только её среднюю часть.
Затем на неё наносится липидный бислой, аналогичный тому, который образует
клеточные мембраны. «Дело в том, что организовать взаимодействие нанотрубок с
биологическими молекулами сложно, — поясняет руководитель исследования Александр
Ной (Aleksandr Noy). — Белки, находящиеся в контакте с нанотрубками, часто теряют
свои свойства. Чтобы решить эту проблему, мы использовали липиды».
В липидном слое содержался фермент натрий-калиевая аденозинтрифосфатаза, который в
присутствии АТФ выполняет функции переносчика ионов. «В каждом цикле он
гидролизует молекулу АТФ и передаёт через мембрану в одном направлении три иона
Na+, а в обратном — два иона К+, — рассказывает г-н Ной. — Накопление
«дополнительных» ионов изменяет конфигурацию электрического поля у незащищенной
области полупроводящей нанотрубки». Вместе с этим варьируется и её проводимость.
Изменение характеристик устройства при добавлении АТФ (иллюстрация
авторов работы).
В опытах исследователи подавали напряжение на электроды и контролировали величину
протекающего тока, используя раствор, содержащий АТФ, ионы кальция и натрия.
«Надеюсь, развитие технологии позволит создать удобные биоэлектронные интерфейсы,
— формулирует задачу на будущее Александр Ной. — Мы нашли главное — способ
включения биомолекул в электронные схемы, а число различных молекул, которые можно
задействовать в экспериментах, огромно».
Виола Фогель (Viola Vogel), специалист по биологическим наносистемам из Швейцарской
высшей технической школы Цюриха, отмечает, что подобные схемы, которые
объединяют нанотрубки и протеины, могут стать важнейшими элементами вживляемых
устройств, работающих не на батареях, а на биологическом «топливе».
Дмитрий Сафин, Компьюлента