Biosensorer, der bruger felteffekttransistorer, lover meget

Efterspørgslen efter følsomme og selektive elektroniske biosensorer - analytiske enheder, der overvåger et mål af interesse i realtid - vokser til en bred vifte af applikationer. De er ideelle til sundhedspleje inden for kliniske omgivelser, lægemiddelopdagelse, fødevaresikkerhed og kvalitetskontrol og miljøovervågning.

Elektroniske biosensorer er tiltalende på grund af deres enkelhed, korte analysetid, lave fremstillingsomkostninger, minimal prøveforberedelse og potentiale til at blive brugt ude i marken af ​​utrænet personale.

I Anvendt fysikanmeldelser , Free University of Bozen-Bolzano og ETH Zürich forskere gennemgår videnskabelige fremskridt inden for elektrolyt-gatede carbon nanorør field-effect transistor (EG-CNTFET) biosensorer. Disse enheder er karakteriseret ved overlegne elektroniske egenskaber og iboende signalforstærkning og er i stand til at detektere en lang række biomolekyler med høj følsomhed.

En af hovedkomponenterne i en biosensor er dens biogenkendelseselement, såsom enzymer, antistoffer, aptamerer eller ion-selektive membraner, som selektivt genkender analytten (et stof, hvis kemikalier er målt og identificeret) af interesse. Biotransduktionsenheder konverterer interaktionen mellem biogenkendelseselementet og analytten til et målbart signal, såsom et elektrisk signal.

"Biosensorer, der bruger (felteffekttransistorer) som biotransduktionselementer er en af ​​de mest lovende enheder til biosensing-applikationer, fordi de allerede har demonstreret høj følsomhed over for adskillige analytter ned til picomolær koncentration," sagde Mattia Petrelli, fra Free University of Bozen-Bolzano. . "Blandt alle de mulige materialer, der kan bruges til FET-baserede biosensorer, er halvledende kulstofnanorør interessante, fordi de har gunstige elektriske og kemiske egenskaber."

Ved at organisere disse biosensorer med forskellige biogenkendelseselementer, "er det muligt at opnå selektiv påvisning af forskellige analytter, såsom biomolekyler, cancerbiomarkører, bakterier og ioner for kun at nævne nogle få," sagde Petrelli. "På trods af rapporter, der viser den potentielle oversættelse af disse biosensorer til applikationer i den virkelige verden, skal udfordringer overvindes, før de er kommercielt tilgængelige."

EG-CNTFET-baserede biosensorer er i øjeblikket kun i stand til at detektere én analyt ad gangen. Forskellige grænseflader inden for komplekse medier, såsom blod, sved eller spyt, gør også detektion af specifikke signaler udfordrende.

"Dette begrænser anvendeligheden af ​​disse biosensorer til virkelige applikationer," sagde Petrelli. "Enhedens selektivitet bør evalueres omhyggeligt i forhold til alle mulige interfererende stoffer, især inden for komplekse detektionsmiljøer. Når først disse udfordringer er tacklet, kan vi forestille os, at disse biosensorer bliver implementeret til forskellige applikationer inden for den nærmeste fremtid." + Udforsk yderligere

Nye biosensorer måler giftige lægemidler hos cancer-, gigt- og organtransplanterede patienter