Name: fabrication of carbon nanotube high-frequency nanoelectronic biosensor for sensing in high ionic strength solutions
Uploaded: 2013-07-22T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Fabrication of Carbon Nanotube High-Frequency Nanoelectronic Biosensor for Sensing in High Ionic Strength Solutions at JoVE.com

Agradecemos al Prof. Paul McEuen en la Universidad de Cornell para la discusión temprana. El trabajo es apoyado por el fondo inicial brindar por la Universidad de Michigan y el Programa Nacional Science Foundation Scalable nanofabricación (DMR-1120187). En este trabajo se utilizó el Fondo para Nanofabrication Lurie de la Universidad de Michigan, miembro de la Red Nacional de Infraestructura nanotecnología financiada por la Fundación Nacional de Ciencia.

1. Patrones catalizador para el crecimiento SWNT <ol><li> Comience con una oblea de silicio con una deposición química de vapor de baja presión (ECV) crecido 500 nm de Si 3 N 4/500 nm de SiO 2 película en la parte superior. </li><li> Girar la capa una capa de resina fotosensible (PR) a 500 rpm durante 5 seg y luego 4000 rpm durante 40 seg. </li><li> Hornear la oblea a 115 ° C durante 90 seg. </li><li> Utilice una fotomáscara con los hoyos rectangulares para catalizadores ...

<ol>
	<li>Dekker, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+nanotubes+as+molecular+quantum+wires.">Carbon nanotubes as molecular quantum wires.</a> Phys. Today. 52, 22-28 (1999).</li><li>McEuen, P. L., Fuhrer, M. S., Park, H. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-walled+carbon+nanotube+electronics.">Single-walled carbon nanotube electronics.</a> IEEE Transactions on Nanotechnology. 1, 78-85 (2002).</li><li>Duan, X. F., Huang, Y., Cui, Y., Wang, J. F., Lieber, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Indium+phosphide+nanowires+as+building+blocks+for+nanoscale+electronic+and+optoelectronic+devices.">Indium phosphide nanowires as building blocks for nanoscale electronic and optoelectronic devices.</a> Nature. 409, 66-69 (2001).</li><li>Cui, Y., Zhong, Z. H., Wang, D. L., Wang, W. U., Lieber, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+performance+silicon+nanowire+field+effect+transistors.">High performance silicon nanowire field effect transistors.</a> Nano Letters. 3, 149-152 (2003).</li><li>Heller, I., Janssens, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identifying+the+mechanism+of+biosensing+with+carbon+nanotube+transistors.">Identifying the mechanism of biosensing with carbon nanotube transistors.</a> Nano Letters. 8, 591-595 (2008).</li><li>Stern, E., Wagner, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Importance+of+the+debye+screening+length+on+nanowire+field+effect+transistor+sensors.">Importance of the debye screening length on nanowire field effect transistor sensors.</a> Nano Letters. 7, 3405-3409 (2007).</li><li>Zhang, G. J., Zhang, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DNA+sensing+by+silicon+nanowire:+Charge+layer+distance+dependence.">DNA sensing by silicon nanowire: Charge layer distance dependence.</a> Nano Letters. 8, 1066-1070 (2008).</li><li>Sorgenfrei, S., Chiu, C. -. y., Johnston, M., Nuckolls, C., Shepard, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Debye+Screening+in+Single-Molecule+Carbon+Nanotube+Field-Effect+Sensors.">Debye Screening in Single-Molecule Carbon Nanotube Field-Effect Sensors.</a> Nano Letters. 11, 3739-3743 (2011).</li><li>Appenzeller, J., Frank, D. 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A., Dekker, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enzyme-coated+carbon+nanotubes+as+single-molecule+biosensors.">Enzyme-coated carbon nanotubes as single-molecule biosensors.</a> Nano Letters. 3, 727-730 (2003).</li><li>Snow, E. S., Perkins, F. K., Houser, E. J., Badescu, S. C., Reinecke, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemical+detection+with+a+single-walled+carbon+nanotube+capacitor.">Chemical detection with a single-walled carbon nanotube capacitor.</a> Science. 307, 1942-1945 (2005).</li><li>Kong, J., Franklin, N. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanotube+molecular+wires+as+chemical+sensors.">Nanotube molecular wires as chemical sensors.</a> Science. 287, 622-625 (2000).</li><li>Star, A., Tu, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Label-free+detection+of+DNA+hybridization+using+carbon+nanotube+network+field-effect+transistors.">Label-free detection of DNA hybridization using carbon nanotube network field-effect transistors.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 103, 921-926 (2006).</li><li>Patolsky, F., Zheng, G. F., Lieber, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanowire-based+biosensors.">Nanowire-based biosensors.</a> Analytical Chemistry. 78, 4260-4269 (2006).</li><li>Stern, E., Klemic, J. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Label-free+immunodetection+with+CMOS-compatible+semiconducting+nanowires.">Label-free immunodetection with CMOS-compatible semiconducting nanowires.</a> Nature. 445, 519-522 (2007).</li><li>Krivitsky, V., Hsiung, L. -. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanowires+Forest-Based+On-Chip+Biomolecular+Filtering,+Separation+and+Preconcentration+Devices:+Nanowires+Do+it+All.">Nanowires Forest-Based On-Chip Biomolecular Filtering, Separation and Preconcentration Devices: Nanowires Do it All.</a> Nano Letters. 12, 4748-4756 (2012).</li><li>Kong, J., Soh, H. T., Cassell, A. M., Quate, C. F., Dai, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+individual+single-walled+carbon+nanotubes+on+patterned+silicon+wafers.">Synthesis of individual single-walled carbon nanotubes on patterned silicon wafers.</a> Nature. 395, 878-881 (1998).</li><li>Liu, G., Velasco, J., Bao, W. Z., Lau, C. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+graphene+p-n-p+junctions+with+contactless+top+gates.">Fabrication of graphene p-n-p junctions with contactless top gates.</a> Applied Physics Letters. 92, (2008).</li><li>Katz, E., Willner, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Probing+biomolecular+interactions+at+conductive+and+semiconductive+surfaces+by+impedance+spectroscopy:+Routes+to+impedimetric+immunosensors,+DNA-Sensors,+and+enzyme+biosensors.">Probing biomolecular interactions at conductive and semiconductive surfaces by impedance spectroscopy: Routes to impedimetric immunosensors, DNA-Sensors, and enzyme biosensors.</a> Electroanalysis. 15, 913-947 (2003).</li><li>K'Owino, I. O., Sadik, O. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impedance+spectroscopy:+A+powerful+tool+for+rapid+biomolecular+screening+and+cell+culture+monitoring.">Impedance spectroscopy: A powerful tool for rapid biomolecular screening and cell culture monitoring.</a> Electroanalysis. 17, 2101-2113 (2005).</li><li>Elnathan, R., Kwiat, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biorecognition+Layer+Engineering:+Overcoming+Screening+Limitations+of+Nanowire-Based+FET+Devices.">Biorecognition Layer Engineering: Overcoming Screening Limitations of Nanowire-Based FET Devices.</a> Nano Letters. 12, 5245-5254 (2012).</li></ol>

El crecimiento de los nanotubos de carbono no sólo depende de las condiciones del horno, sino también a limpieza sustrato. La tasa de flujo de gas óptimo, temperatura y presión para el crecimiento tienen que calibrar cuidadosamente y una vez fijado que son más o menos estables. Incluso con que se cumplen estas condiciones, se encontró que el crecimiento depende de la zona de catalizador de modelado, cantidad de catalizador y la limpieza sustrato. Por lo tanto, hemos incorporado varios tamaños pit catalizador para...

Cuando una molécula cargada se une a un sensor electrónico de SWNT o NO, o bien puede donar / aceptar electrones o actuar como una puerta electrostático local. En cualquiera de los casos, la molécula unida puede alterar la densidad de carga en el canal de SWNT o NO, lo que lleva a un cambio en la conductancia continua medida del sensor. Una gran variedad de moléculas 15-20 se han detectado con éxito mediante el estudio de las características de corriente continua de los nanosensores durante tales eventos de unión. Aunque mecanismo de detección basado cargo de detección tiene muchas ventajas, incluyendo la detección sin etiqueta 21, la sensibilidad femto-molar 22, y electrónicos leídos capacidad 15, es eficaz sólo en soluciones de baja fuerza iónica. En las soluciones de elevada fuerza iónica, detección de corriente continua se ve impedida por la detección iónica 6-8. Una superficie cargada atrae contra-iones de la solución que forma una doble capa eléctrica (EDL) cerca de la superficie. La EDL pantallas efectiva de estos cargos. Como tque la fuerza iónica de la solución aumenta, la EDL se hace más estrecha y los aumentos de detección. Este efecto de apantallamiento se caracteriza por la longitud de detección de Debye λ D, <img alt="Ecuación 1" fo:src="/files/ftp_upload/50438/50438eq1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50438/50438eq1.jpg" /> , Donde ε es la permitividad dieléctrica de los medios de comunicación, k B es la constante, de Boltzmann T es la temperatura, q es la carga del electrón, y c es la fuerza iónica de la solución de electrolito. Para una solución tampón 100 mM típica, λ D es de alrededor de 1 nm y el potencial de la superficie será completamente proyectó en una distancia de unos pocos nm. Como resultado, la mayoría de los sensores nanoelectrónicos basado en SWNT o NWs operan ya sea en estado seco 20 o en soluciones de baja fuerza iónica 5,15,17,21-22 (c ~ 1 nM- 10 mM), de lo contrario la muestra debe someterse a medidas desalado 15,23. Dispositivos de diagnóstico de punto de atención necesitan para operar en fuerza iónica fisiológicamente relevantes en el sitio de los pacientes con capacidad de procesamiento de la muestra limitada. Por lo tanto, mitigar el efecto de apantallamiento iónico es fundamental para el desarrollo y ejecución de POC nanoelectrónica biosensores. Nos mitigar el efecto de apantallamiento iónico mediante la operación del sensor nanoelectrónica basada SWNT en el rango de frecuencia megahertz. El protocolo que se proporcionan aquí detalles de la fabricación de un transistor de SWNT plataforma de detección basado nanoelectrónicos y medición de mezcla de alta frecuencia para la detección biomolecular. Los nanotubos de carbono de pared única son cultivados por deposición química de vapor en sustratos estampados con catalizadores de Fe 24. Para nuestros transistores SWNT, incorporamos un top-puerta suspendida 25 colocado por encima de 500 nm del nanotubo, que ayuda a mejorar la respuesta del sensor de alta frecuencia y también permite una MICR compactocámara de o-fluídico para sellar el dispositivo. Los transistores de SWNT son operados como mezcladores de alta frecuencia 9-11 con el fin de superar los efectos de apantallamiento de fondo iónicos. A frecuencias más altas, los iones móviles en solución no tienen tiempo suficiente para formar la EDL y los dipolos biomoleculares fluctuaciones todavía puede puerta SWNT para generar una corriente de mezcla, que es nuestra señal de detección. La frecuencia de mezcla surge debido a las características no lineales IV de un nanotubo de FET. Nuestra técnica de detección difiere de las técnicas convencionales de detección basada en espectroscopia de impedancia de carga y 26-27. En primer lugar, detectamos dipolos biomoleculares en alta frecuencia en lugar de los costes asociados. En segundo lugar, el alto transconductancia del transistor SWNT proporciona una ganancia interna para la señal de detección. Esto obvia la necesidad de amplificación externa como en el caso de mediciones de la impedancia de alta frecuencia. Recientemente, otros grupos también han abordado la detección biomolecular en alta baconcentraciones ckground 23,28. Sin embargo, estos métodos son más complicado, que requiere la fabricación compleja o ingeniería química cuidado de moléculas receptoras. Nuestro sensor de SWNT de alta frecuencia incorpora un diseño más simple y utiliza la frecuencia de la propiedad de mezcla inherente de un transistor de nanotubos. Somos capaces de mitigar los efectos de apantallamiento iónicos, prometiendo así una nueva plataforma de biosensores para la detección de puntos de atención en tiempo real, cuando se desean biosensores que funcionan directamente en estado fisiológicamente relevante.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>REAGENTS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Reagents which were provided within Lurie Nanofabrication Facility (University of Michigan) are marked as LNF in the catalogue column. Chemicals which require protective equipment (gloves, safety goggles, face mask, apron) and/or fume hood are denoted with PPE in comments section.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicon wafers (P-type, &lt;100&gt;, 500-550 &mu;m thick)</td>
			<td>Silicon Valley Microelectronics</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SPR 220 3.0</td>
			<td>Dow (Rohm and Haas)</td>
			<td>Megaposit SPR</td>
			<td>PPE</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AZ 300MIF</td>
			<td>AZ Electronic Material Corporation</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>PPE</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetone</td>
			<td>J T Baker</td>
			<td>9005-05</td>
			<td>PPE</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isopropanol (IPA)</td>
			<td>J T Baker</td>
			<td>9079-05</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buffered Hydrofluoric Acid</td>
			<td>Transene</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>PPE</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1-Pyrene Butanoic Acid, succinimidyl ester</td>
			<td>Molecular Probes</td>
			<td>P130</td>
			<td>PPE</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Biotin PEO Amine</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>EZ- Link PEG2 Biotin, # 21346</td>
			<td>PPE</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Streptavidin</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>S 888</td>
			<td>PPE</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethylformamide</td>
			<td>MP Biomedicals</td>
			<td>0219514791</td>
			<td>PPE</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polydimethylsiloxane Elastomer Base and Curing Agent</td>
			<td>Dow Corning</td>
			<td>Sylgard 184 Elastomer Kit</td>
			<td>PPE</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SU-8 2015</td>
			<td>Microchem</td>
			<td>Y111064</td>
			<td>PPE</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SU-8 Developer</td>
			<td>Microchem</td>
			<td>Y020100</td>
			<td>PPE</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silanizing agent</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>452807</td>
			<td>PPE</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrogen</td>
			<td>Purity Plus</td>
			<td>LNF</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethylene</td>
			<td>Purity Plus</td>
			<td>LNF</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Argon</td>
			<td>Purity Plus</td>
			<td>LNF</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate Buffer Saline System</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>PBS1</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>EQUIPMENT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Equipment provided by Lurie Nanofabrication Facility (University of Michigan) is denoted as LNF in Catalogue column.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GCA 200 Autostepper</td>
			<td>GCA</td>
			<td>LNF</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Low Pressure Chemical Vapor Deposition Tool</td>
			<td>Tempress</td>
			<td>LNF</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>e-beam Evaporator</td>
			<td>Enerjet</td>
			<td>LNF</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CNT growth Furnace</td>
			<td>First Nano</td>
			<td>Easy Tube 3000 (LNF)</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photomasks</td>
			<td>Nanofilm</td>
			<td>LNF</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri dish (150mm)</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>LNF</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Desiccator</td>
			<td>Bel-Art</td>
			<td>F420100000</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Biopsy Punch</td>
			<td>Ted Pella</td>
			<td>15071/78</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel</td>
			<td>Ted Pella</td>
			<td>548</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyethylene Tubing PE-50</td>
			<td>VWR</td>
			<td>20903-414</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe Pump</td>
			<td>New Era Pump Systems</td>
			<td>NE-1000</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BD Safety-Lok Syringes</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe Needles</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14-821-13A</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DAQ card</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td>779111-01</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GPIB connector</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td>778032-51</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lock-in Amplifier</td>
			<td>Stanford Research Systems</td>
			<td>SR 830</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Frequency Generator</td>
			<td>HP Agilent</td>
			<td>8648B, 9kHz -2GHz</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bias Tee</td>
			<td>Picosecond</td>
			<td>5575A-104</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Current Preamplifier</td>
			<td>DL Instruments, LLC</td>
			<td>DL 1211</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BNC cables</td>
			<td>Allied Electronics</td>
			<td>665-xxxx</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SMA cables</td>
			<td>Sentro Tech Corp</td>
			<td>SCF65141</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fabrication of carbon nanotube high-frequency nanoelectronic biosensor for sensing in high ionic strength solutions

Las propiedades electrónicas únicas y altas proporciones de superficie-volumen de nanotubos de carbono de pared simple (SWNT) y nanocables semiconductores (NW) 1-4 hacen buenos candidatos para biosensores de alta sensibilidad. Cuando una molécula cargada se une a una superficie tal sensor, se altera la densidad de portadores 5 en el sensor, lo que resulta en cambios en su conductancia DC. Sin embargo, en una solución iónica una superficie cargada también atrae a contra-iones de la solución, la formación de una doble capa eléctrica (EDL). Este EDL pantallas eficaz de la carga y en condiciones fisiológicamente pertinentes ~ 100 milimoles (mM), la longitud característica de detección de carga (longitud de Debye) está a menos de un nanómetro (nm). Por lo tanto, en soluciones de elevada fuerza iónica, la detección basada en carga (CC) está fundamentalmente impedida 6-8. Superamos los efectos de detección de carga mediante la detección de los dipolos moleculares en vez de los cargos de alta frecuencia, operando nanot carbonoube transistores de efecto campo como mezcladores de alta frecuencia 9-11. A altas frecuencias, la fuerza de accionamiento de CA ya no puede superar la fricción y la solución de los iones en solución no tiene tiempo suficiente para formar el EDL. Además, la técnica de mezcla de frecuencias nos permite operar a frecuencias lo suficientemente altas como para superar proyección iónica, y sin embargo, detectar las señales de detección a bajas frecuencias 11-12. Además, la alta transconductancia de los transistores de SWNT proporciona una ganancia interna para la señal de detección, que obvia la necesidad de amplificador de señal externa. Aquí, se describe el protocolo para (a) fabricar transistores de SWNT, (b) funcionalizar biomoléculas para el nanotubo 13, (c) diseñar y estampar una poli-dimetil-siloxano (PDMS) micro-cámara de fluido 14 en el dispositivo, y (d) llevar a cabo la detección de alta frecuencia en las diferentes soluciones de fuerza iónica 11.

Una imagen de microscopio electrónico de barrido de transistor de SWNT con una puerta de la parte superior suspendido se muestra en la Figura 7a. Las dimensiones de la puerta son críticos para la suspensión 25. Las dimensiones actuales de diseño son (largo x ancho x espesor = 25 micras x 1 micras x 100 nm). El electrodo de puerta se compone de 50 nm Cr/50 nm Au, una capa de cromo gruesa añade más fuerza a la estructura suspendida. La estructura suspendida se confirma por la ausencia de ...

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Fabrication of Carbon Nanotube High-Frequency Nanoelectronic Biosensor for Sensing in High Ionic Strength Solutions

Se describe la fabricación de dispositivos y un protocolo de medición para biosensores de alta frecuencia basados ​​en nanotubos de carbono. La técnica de detección de alta frecuencia mitiga el efecto de apantallamiento iónica fundamental (de Debye) y permite nanotubo biosensor para ser operado en soluciones de elevada fuerza iónica donde biosensores electrónicos convencionales fallan. Nuestra tecnología ofrece una plataforma única para los puntos de atención (PDA) biosensores electrónicos que operan en condiciones fisiológicamente pertinentes.

La fabricación de nanotubos de carbono de alta frecuencia Nanoelectrónica biosensor para la detección in High Solutions fuerza iónica

The unique electronic properties and high surface-to-volume ratios of single-walled carbon nanotubes (SWNT) and semiconductor nanowires (NW) 1-4 make them ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Fabrication of Electrochemical-DNA Biosensors for the Reagentless Detection of Nucleic Acids, Proteins and Small Molecules

Fabricación de ADN electroquímico biosensores para la detección Reagentless de ácidos nucleicos, proteínas y moléculas pequeñas

As medicine is currently practiced, doctors send specimens to a central laboratory for testing and thus must wait hours or days to 
receive the results. ...

Investigación

Bioingeniería

Hollow Microneedle-based Sensor for Multiplexed Transdermal Electrochemical Sensing

Hollow Microneedle basado en sensores para la detección electroquímica multiplexado transdérmica

The development of a minimally invasive multiplexed monitoring system for rapid analysis of biologically-relevant molecules could offer individuals ...

Biosensor for Detection of Antibiotic Resistant Staphylococcus Bacteria

Biosensor para la detección de antibióticos Las bacterias estafilococo resistentes

A structurally transformed lytic bacteriophage having a broad host range of Staphylococcus aureus strains and a penicillin-binding protein (PBP 2a) ...

Targeted Plasma Membrane Delivery of a Hydrophobic Cargo Encapsulated in a Liquid Crystal Nanoparticle Carrier

Targeted membrana plasmática Entrega de cargo encapsulado hidrofóbico en un cristal líquido portador de nanopartículas

The controlled delivery of drug/imaging agents to cells is critical for the development of therapeutics and for the study of cellular signaling processes. ...

Dry Film Photoresist-based Electrochemical Microfluidic Biosensor Platform: Device Fabrication, On-chip Assay Preparation, and System Operation

Seca de la película basada en la fotoresistencia el Biosensor electroquímico de microfluidos plataforma: Fabricación de dispositivo, preparación del análisis de la en-viruta y el funcionamiento del sistema

In recent years, biomarker diagnostics became an indispensable tool for the diagnosis of human disease, especially for the point-of-care diagnostics. An ...

Improved 3D Hydrogel Cultures of Primary Glial Cells for In Vitro Modelling of Neuroinflammation

Improved 3D Hydrogel Cultures of Primary Glial Cells for In Vitro Modelling of Neuroinflammation

Mejora 3D hidrogel culturas de células Glial primarias para In Vitro modelado de neuroinflamación

In the central nervous system, numerous acute injuries and neurodegenerative disorders, as well as implanted devices or biomaterials engineered to enhance ...

Spontaneous Formation and Rearrangement of Artificial Lipid Nanotube Networks as a Bottom-Up Model for Endoplasmic Reticulum

Formación espontánea y cambio de redes de nanotubos lipídica Artificial como un modelo Bottom-Up de retículo endoplasmático

We present a convenient method to form a bottom-up structural organelle model for the endoplasmic reticulum (ER). The model consists of highly dense ...

Fabricating Multi-Component Lipid Nanotube Networks Using the Gliding Kinesin Motility Assay

Fabricación de redes de nanotubos lipídicos multicomponente utilizando el ensayo de motilidad de quinesina deslizante

Lipid nanotube (LNT) networks represent an in vitro model system for studying molecular transport and lipid biophysics with relevance to the ubiquitous ...

Fabrication of Zero Mode Waveguides for High Concentration Single Molecule Microscopy

Fabricación de guías de onda de modo cero para microscopía de molécula única de alta concentración

In single molecule fluorescence enzymology, background fluorescence from labeled substrates in solution often limits fluorophore concentration to pico- to ...

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Generación de condiciones ambientales dinámicas utilizando un dispositivo microfluídico de alto rendimiento

Mimicking in vivo environmental conditions is crucial for in vitro studies on complex life machinery. However, current techniques targeting live cells and ...