En alsidig højfølsom overfladespændingsmembransensor

(PhysOrg.com)-Et internationalt team af forskere har udviklet en alsidig og højfølsom sensor til påvisning af analytter lige fra gasformige til biologiske molekyler.

National Institute for Materials Science (NIMS) annoncerede den 8. februar, 2011, at forsker Genki Yoshikawa fra NIMS International Center for Materials Nanoarchitektonics (MANA), Schweiziske føderale teknologiske institut, Lausanne og nobelpristageren Dr. Heinrich Rohrer udviklede i fællesskab en alsidig højfølsom overfladespændingsmembransensor. Detaljer blev præsenteret i Nano bogstaver fra American Chemical Society.

Den nanomekaniske cantilever-sensor er en lovende enhed til real-time og mærkefri påvisning af forskellige analytter lige fra gasformige til biologiske molekyler. Hovedsansningsprincippet er baseret på den analyt-inducerede overfladespænding, som laver en udkragningsbøjning. Bøjning detekteres af en reflekteret laserstråle. Imidlertid, denne metode er ikke anvendelig til en uigennemsigtig analyt såsom blod. Piezoresistive cantilevers, der kan anvendes til uigennemsigtige analytter, har problemet med lavere følsomhed.

I dette arbejde, en "adsorbatmembran" er ophængt af fire piezoresistive "følende stråler", som udgør en fuld Wheatstone-bro. Stressubalance induceret af den adsorberede analyt detekteres effektivt af broen. Evaluering af denne overfladespændingssensor af membrantypen viser en høj følsomhed, der kan sammenlignes med optiske metoder og en faktor på mere end 20 højere end den, der opnås med en standard piezoresistiv cantilever. Finite element-analyserne indikerer, at følsomheden vil blive forbedret ved at ændre dimensioner af membran og bjælker.

Forskere foreslår, at denne platform forventes at åbne en ny æra af overfladespændingsbaseret sansning på grund af de forskellige bekvemmeligheder og fordele ved den integrerede piezoresistive udlæsning.