Skip to main content

Multiscale Modeling of Nanostructured Interfaces for Biological Sensors

Article Category

Article available in the folowing languages:

Ciekłe kryształy rokują nadzieję na rozwój biosensorów

Ciekłe kryształy są stanem skupienia materii o właściwościach pośrednich między stanem ciekłym a krystalicznym. Ich niezwykłe cechy są znane i wykorzystywane od ponad 50 lat.

Zdrowie

Ciekłe kryształy (LCs) poddaje się obecnie badaniom w kierunku użycia ich jako rewolucyjnego rodzaju biosensorów. Niemniej pozostaje jeszcze wiele tajemnic do odkrycia, w tym ich zdolności wykrywania peptydów, protein i toksyn. Sensory są w stanie wykryć pojedyncze molekuły za pomocą złożonego, wielopoziomowego procesu. Szczegółowe zrozumienie niespotykanej wrażliwości LCs na pewne biomolekuły może pomóc naukowcom w stworzeniu sensorów wyczulonych na konkretne proteiny czy wirusy. Jedną z kluczowych cech LCs jest ich zdolność wzmacniania sygnału na poziomie molekularnym. Pojedyncza cząsteczka proteiny umieszczona na odsłoniętej powierzchni ciekłego kryształu może spowodować jego reorganizację wokół proteiny. Chociaż zjawisko to rozpoczyna się na poziomie molekularnym, spontanicznie rozwija się do makroskopowych rozmiarów kilku milimetrów. W ramach projektu "Modelowanie wieloskalowe interfejsów nanostrukturalnych dla sensorów biologicznych" (MNIBS) badano możliwości użycia ciekłych kryształów jako sensorów biologicznych. Partnerom projektu, finansowanego przez UE, udało się scalić cały wachlarz technik modelowania, od molekularnych do makroskopowych, w jedno wieloskalowe narzędzie. Umożliwiło ono niezwykle szczegółowe zbadanie, całościową charakterystykę i ilościowy opis działania zarówno LC, jak i biomolekuł. Sukces MNIBS na poziomie mikro-, mezo- i makroskopowym umożliwił praktyczną symulację i zaprojektowanie opartych na LC sensorów monomolekularnych dla protein i toksyn. Projekt zainteresował również firmy chętne do wytwarzania na wielką skalę sensorów LC przy użyciu procesów niskokosztowych, takich jak drukowanie atramentowe. Współpraca w nowych obszarach specjalistycznej wiedzy przemysłowej obejmuje zarówno małe i średnie przedsiębiorstwa (SMEs), jak i potężne, wielonarodowe korporacje.

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania

Postępy naukowe
Gospodarka cyfrowa
Bezpieczeństwo
Zdrowie

22 Czerwca 2022