Разработка микрофлюидных устройств с интегрированными твердотельными наноструктурами для регистрации биомолекул

Работа посвящена разработке микрлфдюидных устройств для обнаружения молекул ДНК с использованием измерения ионного тока при транслокации молекул через твердотельные нанопоры/наноканалы. Предложен новый способ создания многоразовых кремний-стеклянных микрофлюидных устройств с наноканалами заданной геометрии и контролируемыми размерами, в котором используется метод анодного сваривания, что позволяет получить конструкции устойчивые к давлению до 202,65 кПа и действию агрессивных сред (некоторые кислоты и щелочи). Показана возможность формирования методом травления сфокусированным ионным лучом наноканалов шириной 50 нм, глубиной 10 нм и длиной 10 мкм при времени травления от 10 с, а также методом измерения ионной проводимости исследованы транспортные свойства наноканалов в изготовленных микрофлюидных устройствах. Предложена конструкция электрохимической ячейки с SiNx/Si мембраной с одиночной нанопорой, с помощью которой проведены исследования по обнаружению одиночных молекул (фрагментов ДНК) и описан протокол подготовки электрохимической ячейки для проведения исследований ионного и молекулярного транспорта, выявлен нелинейный характер зависимости удельной проводимости от концентрации электролита KCl. Показана возможность детектирования одиночных фрагментов ДНК с помощью разработанной электрохимической ячейки, содержащей твердотельную нанопору, а также способность различать фрагменты ДНК разных размеров.