Тончайшее покрытие из оксида гафния продлевает жизнь высокочувствительным биосенсорам, открывая новые горизонты для ранней диагностики рака
Учёные из МГУ и Физико-технологического института РАН (ФТИАН) разработали технологию защиты нанопроводниковых биосенсоров, позволяющую значительно продлить срок их службы. Решение заключается в нанесении ультратонкого защитного слоя из оксида гафния (HfO₂) на поверхность кремниевых сенсоров. Это позволяет сохранить их высокую чувствительность к биомолекулам, таким как простат-специфический антиген (ПСА), при длительной работе в биологических средах.
Покрытие HfO₂ толщиной в несколько нанометров наносится методом атомно-слоевого осаждения, обеспечивающего высочайшую точность. Этот слой обладает химической инертностью, высокой диэлектрической проницаемостью и эффективно защищает чувствительную поверхность нанопроводников от повреждений. В результате сенсоры становятся значительно более надёжными и долговечными.
Ключевым достижением стала методика химической модификации поверхности оксида гафния, которая позволяет прочно закреплять на ней биомолекулы через наночастицы золота. Это обеспечивает стабильное связывание антител к ПСА. Испытания показали, что сенсоры с новым покрытием сохраняют высокую чувствительность и стабильность работы как в кислых, так и в щелочных растворах, моделирующих биологические среды.
Разработанная технология открывает путь к созданию компактных и надёжных диагностических систем для экспресс-выявления онкомаркеров. Подобные биосенсоры могут быть интегрированы в медицинские учреждения, что повысит эффективность ранней диагностики и контроля лечения онкологических и других заболеваний.