Читайте также:
|
И вот теперь ученые из Национального института стандартов и технологий (NIST), наноцентра Мэрилендского университета и Королевского технологического института в Швеции разработали новый инструмент — метод для обнаружения дефектов в магнитных структурах, малых вплоть до размера десятой доли микрометра, даже если анализируемая область покоится внутри многослойного электронного устройства.
Технология, продемонстрированная в NIST? основана на работе ученых из университета штата Огайо. Идея состоит в том, чтобы изловить и изобразить колеблющиеся пертурбации магнитного поля — спиновые волны — на тонкой пленке. Отловленные спиновые волны дают ученым мощный новый инструмент для измерения свойств магнитных материалов и поиска наномасштабных дефектов, которые могли бы вызвать ошибки памяти, особенно в многослойных магнитных системах, таких как типичные жесткие диски, где дефекты могут быть расположены ниже поверхности.
По словам исследователя Роберта Макмайкла, намагничивание оставленного в покое материала походе на поверхность водоема в безветренный день. Такой водоем состоит из меньших магнитных моментов, которые прибывают с квантово-механическим спином электронов. Если поколебать поверхность водоема палкой или магнитными волнами в данном случае, она начнет колебаться со спиновыми волнами, поскольку микроволновая энергия толкает спины, которые, в свою очередь, толкают своих соседей.
Билет 4
1. Определите основные понятия нано- и биотехнологии.
Биотехнология, или технология биопроцессов - это производственное использование биологических структур для получения пищевых и промышленных продуктов и для осуществления целевых превращений. Биологические структуры в данном случае - это микроорганизмы, растительные и животные клетки, клеточные компоненты: мембраны клеток, рибосомы, митохондрии, хлоропласты, а также биологические макромолекулы (ДНК, РНК, белки - чаще всего ферменты). Биотехнология использует также вирусную ДНК или РНК для переноса чужеродных генов в клетки.
Нанотехнология — междисциплинарная область фундаментальной и прикладной науки и техники, имеющая дело с совокупностью теоретического обоснования, практических методов исследования, анализа и синтеза, а также методов производства и применения продуктов с заданной атомной структурой путём контролируемого манипулирования отдельными атомами и молекулами.
2. Как применяются датчики, биосенсоры и биочипы в экологии?
Биологические методы позволяют судить о присутствии какого-либо вещества или его количественном содержании по характеру и величине его воздействия на определенный организм, взятый как индикаторный. Аналитическим сигналом при этом является изменение состояния жизнедеятельности этого организма, то есть его реакция на раздражитель, которым, например, могут быть токсиканты среды обитания или какие-либо другие биологически активные соединения, вызывающие нарушение жизненных функций индикаторного организма или его гибель. К биологическим методам относят и биохимические методы, в частности ферментативные, а также различные методики, например индикаторные трубки на основе ферментов и других биологических материалов. Интересно, что механизм получения информации о составе какого-либо объекта с помощью этих методов и устройств моделирует процесс в живой природе, что особенно важно при анализе объектов биологического происхождения.
Известно, что ферменты - это биологические катализаторы, обладающие ярко выраженной способностью избирательно катализировать многие химические превращения как в живой клетке, так и вне организма. Замечательные свойства ферментов давно привлекали внимание исследователей, в том числе и аналитиков, но практическому применению ферментов, например для аналитических целей, препятствовали прежде всего малая доступность чистых ферментов, неустойчивость во времени их растворов, препаратов при хранении и воздействии на них различных факторов (тепловых, химических), невозможность многократного использования одной порции фермента из-за сложности отделения его от других компонентов раствора, высокая стоимость очищенных препаратов. Однако выход из положения вскоре был найден, и появилась возможность использования каталитических свойств ферментов вне их связи с живым организмом и возможность сохранения этой способности в течение длительного времени практически без изменения. Достижения в этой области биохимии и энзимологии дали начало развитию нового направления аналитической химии – безреагентных методов анализа, основанных на использовании различных биохимических сенсоров.
Биочип – это матрица, на которую наносятся биологические макромолекулы (ДНК, белки, в том числе и ферменты, клетки), способные избирательно связывать вещества, содержащиеся в анализируемом растворе.
Основой биочипа является матрица микроячеек на плоскости, каждая из которых содержит молекулярные зонды, специфичные к одной из множества биологических молекул или их фрагментов.
В качестве молекулярных зондов могут служить олигонуклеотиды, фрагменты геномной ДНК, РНК, белки, полипептиды, рецепторы антител, лиганды, олигосахариды и т.д. Таким образом, это многопараметровый (в некоторых случаях до 16 искомых показателей) анализ одного биообъекта.
Матрицы для биочипа - это может быть стеклянный или гелевый слайд стандартного размера 25х75х1 мм. Так как большинство сканеров биочипов работают именно в таком формате, для пользователя важно, что покупая готовый биочип, он может анализировать его на сканере любого производителя.
Биологические микрочипы широко используются в in vitro диагностике.
3. В чём смысл «уроков природы» в бионанотехнологии?
Зад. Устройства и приборы для биологических и медицинских исследований.
Билет 5
1. Критические аспекты биомаркеров в нано- и биотехнологиях.
Дата добавления: 2015-02-16; просмотров: 78 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |