Fabrikation af kulstof nanorør High-Frequency Nanoelektroniske biosensor for Sensing i høj ionstyrke Solutions

De unikke elektroniske egenskaber og høje overflade-til-volumen nøgletal for single-walled carbon nanorør (SWNT) og halvleder nanotråde (NW) ^1-4 gør dem gode kandidater til høj følsomhed biosensorer. Når en ladet molekyle binder til en sådan sensor overflade, det ændrer transportøren massefylde ⁵ i sensoren, hvilket resulterer i ændringer i DC ledningsevne. Men i en ionisk opløsning en ladet overflade tiltrækker også modioner fra opløsningen og danner et elektrisk dobbeltlag (EDS). Denne EDL effektivt afskærmer afgiften, og i fysiologisk relevante betingelser ~ 100 millimolær (mM), og hvis karakteristiske ladning screening længde (Debye længde) er mindre end en nanometer (nm). Således i høje ionstyrke løsninger er afgift baseret (DC) afsløring fundamentalt hæmmet ^6-8.

Vi overvinde charge screening effekter ved at afsløre molekylære dipoler snarere end afgifter ved høj frekvens, ved at betjene carbon nanotUbe felteffekttransistorer som højfrekvente mixere ^9-11. Ved høje frekvenser, kan frekvensomformeren kraft ikke længere overvinde løsningen træk og ionerne i opløsning ikke har tilstrækkelig tid til at danne EDL. Endvidere frekvens blanding teknik giver os mulighed for at operere ved frekvenser er høje nok til at overvinde ionisk screening, og alligevel detektere sensing signaler ved lavere frekvenser ^11-12. Også den høje transconductance af SWNT transistorer giver en intern forstærkning for sensing signal, som overflødiggør behovet for ekstern signal forstærker.

Her beskriver vi den protokol (a) fabrikere SWNT transistorer, (b) functionalize biomolekyler til nanorør ¹³ (c) designe og stemple en poly-dimethylsiloxan (PDMS) mikro-fluidisk kammer ¹⁴ på enheden, og (d) udføre højfrekvente sensing i forskellige ionstyrke løsninger ^11..