Fabbricazione di Nanotubi di carbonio ad alta frequenza Nanoelectronic biosensore per la rilevazione in alta forza ionica Solutions

Le proprietà elettroniche uniche e coefficienti elevati superficie-volume di nanotubi di carbonio a parete singola (SWNT) e nanofili semiconduttori (NO) ^1-4 li rendono ottimi candidati per biosensori ad alta sensibilità. Quando una molecola carica lega a una tale superficie del sensore, altera la densità trasportatore ⁵ nel sensore, causando cambiamenti nella sua conduttanza DC. Tuttavia, in una soluzione ionica una superficie carica attrae anche contro-ioni dalla soluzione, formando un doppio strato elettrico (EDL). Questo EDL scherma efficacemente fuori la carica, e in condizioni fisiologicamente rilevanti ~ 100 millimolare (MM), la caratteristica lunghezza di screening di carica (lunghezza di Debye) è inferiore a un nanometro (nm). Così, in soluzioni ad alta forza ionica, rilevamento basato carica (CC) è fondamentalmente ostacolata ^6-8.

Superiamo effetti di screening carica rilevando dipoli molecolari piuttosto che oneri ad alta frequenza, operando carbonio Nanotube effetto di campo come mixer ad alta frequenza ^9-11. Alle alte frequenze, la forza di azionamento AC non può più superare la soluzione di trascinamento e gli ioni in soluzione non hanno il tempo sufficiente a formare l'EDL. Inoltre, la frequenza di tecnica di miscelazione ci consente di operare a frequenze abbastanza alte per superare lo screening ionica, e tuttavia di rilevare i segnali di rilevamento a frequenze più basse ^11-12. Inoltre, l'elevata transconduttanza dei transistori SWNT fornisce un guadagno interno per il segnale di lettura, che evita la necessità di amplificatore di segnale esterno.

Qui, descriviamo il protocollo da (a) fabbricare transistor SWNT, (b) funzionalizzare biomolecole per il nanotubo ^13, (c) progettare e timbrare un poli-dimetilsilossano (PDMS) camera di micro-fluidica ¹⁴ sul dispositivo, e (d) svolgere sensing ad alta frequenza in diverse soluzioni resistenza ionica ^11.