Forbedring af DNA-detekterende transistorer

Grafen-baserede transistorer kan snart hjælpe med at diagnosticere genetiske sygdomme. Forskere i Indien og Japan har udviklet en forbedret metode til at bruge grafen-baserede transistorer til at opdage sygdomsfremkaldende gener.

Forskere i Indien og Japan har udviklet en forbedret metode til at bruge grafen-baserede transistorer til at opdage sygdomsfremkaldende gener.

Grafen-felteffekttransistorer (GFET'er) kan detektere skadelige gener gennem DNA-hybridisering, som opstår, når et 'probe-DNA' kombineres, eller hybridiserer, med dets komplementære 'mål-DNA'. Elektrisk ledning ændres i transistoren, når hybridisering forekommer.

Nobutaka Hanagata fra Japans National Institute for Materials Science og kolleger forbedrede sensorerne ved at fastgøre sondens DNA til transistoren gennem en tørreproces. Dette eliminerede behovet for en dyr og tidskrævende tilføjelse af 'linker' nukleotidsekvenser, som almindeligvis har været brugt til at fastgøre prober til transistorer.

Forskerholdet designede GFET'er, der består af titanium-guld elektroder på grafen - et et-atom-tykt lag af kulstof - aflejret på et siliciumsubstrat. Så deponerede de DNA-sonden, i en saltvandsopløsning, på GFET'en og lad den tørre. De fandt ud af, at denne tørringsproces førte til direkte immobilisering af probe-DNA'et på grafenoverfladen uden behov for linkere. Mål-DNA, også i saltvandsopløsning, blev derefter tilsat til transistoren og inkuberet i fire timer for at hybridisering kunne finde sted.

GFET fungerede med succes ved hjælp af denne forberedelsesmetode. En ændring i elektrisk ledning blev opdaget, da sonden og målet blev kombineret, signalerer tilstedeværelsen af ​​et skadeligt målgen. Ledningen ændrede sig ikke, når andet ikke-komplementært DNA blev påført.

DNA-hybridisering påvises normalt ved at mærke målet med et fluorescerende farvestof, som skinner klart, når den kombineres med sin sonde. Men denne metode involverer en kompliceret mærkningsprocedure og har brug for en dyr laserscanner til at detektere fluorescensintensitet. GFET'er kunne blive en billigere, nemmere at betjene, og mere følsomt alternativ til påvisning af genetiske sygdomme.

"Yderligere udvikling af denne GFET-enhed kan undersøges med forbedret ydeevne til fremtidige biosensorapplikationer, især ved påvisning af genetiske sygdomme, " konkluderer forskerne i deres undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Videnskab og teknologi af avancerede materialer .