Создание биосенсора для обнаружения вирусных частиц

Опубликован

Идея проекта

Полное название проекта
Создание биосенсора для обнаружения вирусных частиц
Руководитель
Nanolady
Заявлен
8 декабря 2016, 18:55
Категории проекта
  • Inno
  • HealthNet
  • SafeNet
  • На конкурс «InnoMake» 2016
Ключевые слова проекта
  • датчик
  • канал передачи данных
  • медицина
  • будущее
  • безопасность
  • нанотехнологии
  • вирус
  • биосенсор
Площадка конкурса
Нанотехнологии

Решаемая проблема / Замысел / Гипотеза

Поиск новых методов исследования вирусов гриппа А для решения проблем медицины, био-и нанотехнологии.
Наиболее перспективной для определения вирусов является применения микромеханических датчиков, демонстрирующие хорошую чувствительность, компактность и простоту прямого анализа. В проекте проводится анализ вирусных частиц в жидкой среде посредством пьезоэлектрического кантилевера с рецептором, модифицированным гликополимером, конструируется и чувствительный микромеханический датчик

Подход к решению проблемы / Технология реализации замысла / Способ проверки гипотезы

В качестве обнаружения вирусов используется пьезоэлектрический кантилевер, размерами 2 × 3 мм, состоящей из 60-микронного слоя латуни и 50-микронного слоя PZT-керамики, покрытого серебряной пленкой. При подаче на пьезоэлектрический кантилевер переменного напряжения начинают происходить механические колебания и, если частота переменного тока совпадает с частотой механических колебаний, то появляется резонанс. На поверхность кантилевера нанесен рецепторный слой, специфичный антигену наружной мембраны к искомой бактерии, что повышает вероятность обнаружения. Кантилевер помещается в проточную ячейку, в которой циркулирует жидкость биологическим раствором. Циркулирующая жидкость раз за разом проходит через проточную ячейку и тем самым повышается вероятность обнаружения бактерий. Сигналом для обнаружения патогена является сдвиг резонансной частоты при его попадании на поверхность пьезоэлектрического кантилевера. На данный момент создана пробная модель устройства, которая обладает чувствительностью до 1 нг, что соответствует 200 бактериям E.coli.

Результаты проекта

В настоящей работе проведена оптимизация геометрии и размеров пьезокерамического кантилевера, что позволяет улучшить показатель чувствительности. В работе разобраны вопросы создания избирательных рецепторных слоев на вирус гриппа.

Презентация

inno_Sagitova.pptx

Галерея проекта

План проекта

Лидер проекта
Nanolady
1

Модификация кантилевера

Исполнитель:
Татьяна Гончарова
Срок:
задача уже завершена
Статус:
выполнена

Описание и инструкции

Модификация синтетическими гликополимерами, полисахаридами, содержащим остатки сиаловых кислот

Компетенции

  1. готовность к служению Отечеству, его защите
  2. сформированность мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки и общественной практики, основанного на диалоге культур, а также различных форм общественного сознания, осознание своего места в поликультурном мире
  3. толерантное сознание и поведение в поликультурном мире, готовность и способность вести диалог с другими людьми, достигать в нём взаимопонимания, находить общие цели и сотрудничать для их достижения
  4. сформированность представлений о роли и месте физики в современной научной картине мира; понимание физической сущности наблюдаемых во Вселенной явлений; понимание роли физики в формировании кругозора и функциональной грамотности человека для решения практических задач
  5. владение основными методами научного познания, используемыми в физике: наблюдение, описание, измерение, эксперимент; умения обрабатывать результаты измерений, обнаруживать зависимость между физическими величинами, объяснять полученные результаты и делать выводы
  6. сформированность собственной позиции по отношению к физической информации, получаемой из разных источников.
  7. сформированность умений прогнозировать, анализировать и оценивать последствия бытовой и производственной деятельности человека, связанной с физическими процессами, с позиций экологической безопасности.
  8. сформированность умения давать количественные оценки и проводить расчёты по химическим формулам и уравнениям
  9. сформированность собственной позиции по отношению к химической информации, получаемой из разных источников.
  10. владение методами самостоятельного планирования и проведения химических экспериментов с соблюдением правил безопасной работы с веществами и лабораторным оборудованием; сформированность умений описания, анализа и оценки достоверности полученного результата
  11. владение основополагающими понятиями и представлениями о живой природе, её уровневой организации и эволюции; уверенное пользование биологической терминологией и символикой
  12. сформированность умений объяснять результаты биологических экспериментов, решать элементарные биологические задачи
  13. сформированность системы знаний об общих биологических закономерностях, законах, теориях
  14. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности
  15. Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями
  16. Вести здоровый образ жизни, заниматься физической культурой и спортом для укрепления здоровья, достижения жизненных и профессиональных целей
  17. наличием культуры мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения
  18. способностью на научной основе организовать свой труд
  19. знанием современных достижений материаловедения и физических принципов работы современных технических устройств
  20. применением теоретических основ неорганической химии, корреляций "состав-структура-свойства", принципов строения вещества, иерархической структурной организации материалов для овладения методами синтеза веществ, материалов и наноматериалов
  21. использованием теоретических представлений органической химии, знаний о составе, строении и свойствах органических веществ - представлений основных классов органических соединений, основ органического синтеза для объяснения поведения свойств растворителей, материалов и композитов
  22. применением теоретических представлений о синтезе, структуре, физико-механических, реологических свойствах и областях практического применения высокомолекулярных соединений и биополимеров как одних из важнейших классов соединений, отличающих их от свойств низкомолекулярных соединений
Приложенных файлов нет
2

Анализ вирусных частиц в жидкой среде

Исполнитель:
Мария Смирнова
Срок:
задача уже завершена
Статус:
выполнена

Описание и инструкции

Анализ вирусных частиц в жидкой среде с помощью электронного блока атомно-силового микроскопа "Фемтоскан".

Компетенции

  1. сформированность мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки и общественной практики, основанного на диалоге культур, а также различных форм общественного сознания, осознание своего места в поликультурном мире
  2. сформированность основ саморазвития и самовоспитания в соответствии с общечеловеческими ценностями и идеалами гражданского общества; готовность и способность к самостоятельной, творческой и ответственной деятельности
  3. владение навыками познавательной, учебно-исследовательской и проектной деятельности, навыками разрешения проблем; способность и готовность к самостоятельному поиску методов решения практических задач, применению различных методов познания
  4. умение самостоятельно оценивать и принимать решения, определяющие стратегию поведения, с учётом гражданских и нравственных ценностей
  5. владение навыками познавательной рефлексии как осознания совершаемых действий и мыслительных процессов, их результатов и оснований, границ своего знания и незнания, новых познавательных задач и средств их достижения.
  6. сформированность умения применять полученные знания для объяснения условий протекания физических явлений в природе и для принятия практических решений в повседневной жизни
  7. сформированность системы знаний об общих физических закономерностях, законах, теориях, представлений о действии во Вселенной физических законов, открытых в земных условиях
  8. владение методами самостоятельного планирования и проведения физических экспериментов, описания и анализа полученной измерительной информации, определения достоверности полученного результата
  9. сформированность умений прогнозировать, анализировать и оценивать последствия бытовой и производственной деятельности человека, связанной с физическими процессами, с позиций экологической безопасности.
  10. владение основополагающими химическими понятиями, теориями, законами и закономерностями; уверенное пользование химической терминологией и символикой
  11. сформированность умений исследовать свойства неорганических и органических веществ, объяснять закономерности протекания химических реакций, прогнозировать возможность их осуществления
  12. владение методами самостоятельного планирования и проведения химических экспериментов с соблюдением правил безопасной работы с веществами и лабораторным оборудованием; сформированность умений описания, анализа и оценки достоверности полученного результата
  13. владение основными методами научного познания, используемыми при биологических исследованиях живых объектов и экосистем: описание, измерение, проведение наблюдений; выявление и оценка антропогенных изменений в природе
  14. сформированность системы знаний об общих биологических закономерностях, законах, теориях
  15. сформированность умений исследовать и анализировать биологические объекты и системы, объяснять закономерности биологических процессов и явлений; прогнозировать последствия значимых биологических исследований
  16. владение умениями выдвигать гипотезы на основе знаний об основополагающих биологических закономерностях и законах, о происхождении и сущности жизни, глобальных изменениях в биосфере; проверять выдвинутые гипотезы экспериментальными средствами, формулируя цель исследования
  17. Способность к инновационной, аналитической, творческой, интеллектуальной деятельности
  18. Способность постановки цели и формулирования гипотезы исследования, планирования работы, отбора и интерпретации необходимой информации, структурирования аргументации результатов исследования на основе собранных данных, презентации результатов
  19. стремлением к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства
  20. умением критически оценивать свои достоинства и недостатки, наметить пути и выбрать средства развития достоинств и устранения недостатков
  21. владением одним из иностранных языков на уровне не ниже разговорного
  22. способностью на научной основе организовать свой труд
  23. способностью использовать для профессиональной деятельности современные достижения в области информационных технологий (сбора, хранения и обработки информации), включая базы данных, компьютерные сети, программное обеспечение и языки программирования
  24. грамотным использованием профессиональной лексики; владением базовыми письменными и устными навыками одного из распространенных иностранных языков международного научного общения, способностью к деловому общению в профессиональной сфере, знанием основ делового общения, навыки работы в команде
  25. применением физической химии как фундамента материаловедения, включая основы химической термодинамики, теории растворов и фазовых равновесий, элементы статистической термодинамики, основ химической кинетики, катализа и электрохимии
  26. использованием общих представлений о структуре химико-технологических систем и типовых химико-технологических процессов и производств для анализа взаимодействия технологий и окружающей среды
Приложенных файлов нет
3

Создание модели биосенсора

Исполнитель:
Nanolady
Срок:
задача уже завершена
Статус:
выполнена

Описание и инструкции

Оптимизация геометрии, размеров пьезокерамического кантилевера. Создание
избирательных рецепторных слоев на вирус гриппа А

Компетенции

  1. готовность к служению Отечеству, его защите
  2. навыки сотрудничества со сверстниками, детьми младшего возраста, взрослыми в образовательной, общественно полезной, учебно-исследовательской, проектной и других видах деятельности
  3. ответственное отношение к созданию семьи на основе осознанного принятия ценностей семейной жизни.
  4. владение основополагающими физическими понятиями, закономерностями, законами и теориями; уверенное пользование физической терминологией и символикой
  5. владение основными методами научного познания, используемыми в физике: наблюдение, описание, измерение, эксперимент; умения обрабатывать результаты измерений, обнаруживать зависимость между физическими величинами, объяснять полученные результаты и делать выводы
  6. сформированность системы знаний об общих физических закономерностях, законах, теориях, представлений о действии во Вселенной физических законов, открытых в земных условиях
  7. владение основными методами научного познания, используемыми в химии: наблюдение, описание, измерение, эксперимент; умение обрабатывать, объяснять результаты проведённых опытов и делать выводы; готовность и способность применять методы познания при решении практических задач
  8. сформированность умений объяснять результаты биологических экспериментов, решать элементарные биологические задачи
  9. владеет навыками работы на современной учебно-научной аппаратуре при проведении химических экспериментов
  10. владеет методами отбора материала для теоретических занятий и лабораторных работ
Приложенных файлов нет