Name: Préparation de la Silicon Nanowire à effet de champ Transistor pour chimiques et les biocapteurs Applications (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-04-21T15:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 25 s
Description: Apprenez à préparer des transistors à nanofils de silicium polycristallin pour la détection d'acides nucléiques et d'autres biomolécules. Cette méthode permet un biosensibilisation en temps réel et à haute sensibilité pour le diagnostic clinique.

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Cette recherche a été soutenue financièrement par le ministère des Sciences et de la Technologie de Taïwan (104-2514-S-009 -001, 104-2627-M-009-001 et 102-2311-B-009-004-MY3). Nous remercions le National Nano Device Laboratories (NDL) pour son aide précieuse lors de la fabrication et de l’analyse des dispositifs.

1. Fabrication et la conservation des dispositifs pSNWFET <ol><li> Fabrication de périphériques Remarque: Le pSNWFET a été fabriqué en utilisant une technique latérale d&#39;espacement comme indiqué précédemment 23,24. <ol><li> Préparer la couche diélectrique de grille. <ol><li> Cap un oxyde de 100 nm d&#39;épaisseur thermique (SiO 2) couche sur un substrat Si en utilisant le (gaz de procédé O 2 et H 2 à 980 ° C pendant 4 heures) processus d&#39;oxydation par voie humide 25. </li><li> Dépôt d&#39; un nitrure de 50 nm d&#39;épaisseur (Si 3 N 4) une couche en utilisant le dépôt chimique en phase vapeur basse pression (LPCVD) 25 à 980 ° C pendant 4 heures. </li></ol></li><li> Déposez 100 nm d&#39;épaisseur orthosilicate de tétraéthyle (TEOS) couche en utilisant LPCVD 25 à 780 ° C pendant 4 heures. </li><li> Effectuer la lithographie standard à l&#39;aide d&#39;un stepper I-ligne pour définir les structures d&#39;oxyde factices. <ol><li> Enduire la surface de plaquette avec une couche de résine photosensible 830 nm d&#39;épaisseur. </li><li> jensert un photomasque motif défini dans le stepper I-line. </li><li> Traiter l&#39;exposition en utilisant le stepper I-line (longueur d&#39;onde: 365 nm) à une force de 1,980 J à la température ambiante. </li><li> Développer la plaquette dans un révélateur pendant 5 min. </li><li> Effectuer le processus de gravure isotrope en utilisant une norme plasma à couplage inductif 25 aquafortiste avec le gaz de plasma HBr et Cl pendant 1 min. </li></ol></li><li> Déposer une couche de silicium amorphe de 100 nm d&#39;épaisseur (α-Si) en utilisant 25 LPCVD. </li><li> Effectuer une étape de recuit à 600 ° C dans N2 ambiante pendant 24 h pour transformer l&#39;α-Si en une structure polycristalline. </li><li> Ions Implant de phosphore par source / drain (S / D) dopage à basse énergie (5E 15 cm -2) 25. </li><li> Effectuer la lithographie standard en utilisant le stepper I-line pour enlever la couche de poly-Si et former le nanofil de polysilicium (pSNW) 25. Remarque: Répétez l&#39;étape 1.1.3 pour implanter dopfourmis dans des endroits autres que les régions S / D avec élimination poly-Si et forment les canaux flanc Si d&#39;une manière auto-alignée. </li><li> Effectuer le processus de passivation (couche d&#39;oxyde TEOS de 200 nm d&#39;épaisseur) en utilisant LPCVD à 780 ° C pendant 5 h 25. </li><li> Effectuer la lithographie standard en utilisant le stepper I-line pour exposer les canaux de nanofils et tampons sous forme de test en utilisant le procédé humide en deux étapes à sec / gravure. <ol><li> Répétez l&#39;étape 1.1.3. </li><li> Effectuer le processus de gravure humide (DHF: HF / H 2 O pendant 1 min). </li></ol></li></ol></li><li> préservation Wafer <ol><li> Sceller la plaquette dans un sac de rangement sous vide et le ranger dans une armoire électronique à sec (humidité relative &lt;40% à la température ambiante). </li></ol></li></ol> 2. Prétraitement de l&#39;appareil <ol><li> Nettoyage de l&#39; appareil <ol><li> Rincer l&#39;appareil avec de l&#39;acétone pure. </li><li> Traitement par ultrasons (46 kHz, 80 W), le dispositif dans de l&#39;acétone pure pendant 10 min. </li> &lt;li&gt; Soniquez (46 kHz, 80 W), le dispositif dans de l&#39;éthanol pur (99,5%) pendant 5 min. </li><li> Séchez la surface de l&#39;appareil avec de l&#39;azote. </li></ol></li><li> Plasma d&#39;oxygène <ol><li> Traiter l&#39;appareil avec plasma O 2 à 18 W pendant 30 secondes. </li></ol></li></ol> 3. Immobilisation de l&#39;ADN sonde sur la surface de l&#39;appareil <ol><li> La modification du groupe amine <ol><li> Immerger le dispositif dans un 2,0% (3-aminopropyl) triéthoxysilane (APTES) Solution / éthanol pendant 30 min. </li><li> Laver l&#39;appareil avec de l&#39;éthanol à trois reprises, puis sonication (46 kHz, 80 W) le dispositif dans l&#39;éthanol pendant 10 min. </li><li> Faire chauffer l&#39;appareil sur une plaque chaude à 120 ° C pendant 10 min pour créer des groupes amine sur armes nucléaires stratégiques. </li></ol></li><li> Modification du groupe Aldéhyde <ol><li> Immerger le dispositif dans 12,5% de glutaraldéhyde pendant 1 heure à la température ambiante pour créer des groupes aldéhyde sur la surface. Évitez l&#39;exposition lumineuse. </li><li> Laver l&#39;esprit de l&#39;appareilh 10 mM de tampon phosphate de sodium (Na-PB; pH 7,0) trois fois, puis séchez la surface de l&#39;appareil avec de l&#39;azote. </li></ol></li><li> Sonde d&#39;ADN immobilisation <ol><li> Immerger le dispositif dans une solution contenant 1 uM sondes ADN durant la nuit. </li><li> Immerger le dispositif dans un tampon Tris 10 mM (pH 8,0) avec 4,0 mM de NaBH3CN pendant 30 minutes pour bloquer les groupes aldéhyde non réagis. </li><li> Laver l&#39;appareil avec Na-PB (pH 7,0) à trois reprises, puis séchez la surface de l&#39;appareil avec de l&#39;azote. </li></ol></li></ol> 4. Confirmation et analyse de modification de surface sur pSNWFET <ol><li> profil de pH après chaque étape de modification de surface <ol><li> Préparer 10 mM Na-PB de pH de 3,0 à 9,0. <ol><li> Préparer le phosphate de sodium 10 mM tribasique dodécahydraté (Na 3 PO 4) dans de l&#39; eau déminéralisée (pH 11,60). </li><li> Préparer 10 mM d&#39; acide phosphorique (H 3 PO 4) dans de l&#39; eau déminéralisée(PH 2,35). </li><li> Placer l&#39;électrode de pH dans 500 ml d&#39;mM de Na 3 PO 4 du tampon 10, et mélanger cette solution avec différents volumes d&#39;mM de H 3 PO 4 du tampon 10 en mesurant la valeur du pH pour obtenir des tampons ayant des pH de 3,0, 4,0, 5,0, 6,0 , 7,0, 8,0, et 9,0. </li></ol></li><li> la mesure de la conductance AC Remarque: Le circuit de mesure comprenait un petit générateur de signal de courant alternatif et une Au microfil qui a servi de l&#39;électrode de grille liquide. <ol><li> Déterminer le liquide optimal tension de grille (V LG) pour la mesure 26 à chaque étape de modification (étapes 2.2, 3.1, 3.2 et 3.3). Remarque: Les propriétés électriques du dispositif après quatre modifications de surface sur le SNW ont été mesurées comme décrit dans cette section. A l&#39;étape 2.2, le pSNWFET non modifié contenant la couche d&#39;oxyde natif est modifiée; l&#39;étape 3.1 qu&#39;implique la modification du dispositif avec le groupe amine de APTES; l&#39;étape 3.2 implique une modification de la non chargéegroupe fonctionnel de glutaraldéhyde; et l&#39;étape 3.3 implique une modification de la sonde d&#39;ADN. <ol><li> pour un contact direct avec le SNW: Livrer le mM Na-PB 10 (pH 7,0) de la solution à la surface de SNW en utilisant une pompe à seringue (5,0 ml / h débit). </li><li> Mesurer en temps réel conductance du dispositif tout en balayant V LG 0,80 à 1,30 V. <ol><li> Effectuer une mesure de conductivité en utilisant la technique de verrouillage 27 à la température ambiante. </li><li> Convertir les signaux de courant alternatif en un signal de tension alternative en utilisant un préamplificateur de courant à faible bruit. </li><li> Recueillir des données sur la conductance (G) lors de l&#39; augmentation V LG 0,80 à 1,30 V (intervalle = 0,02 V). </li></ol></li><li> Déterminer le LG V optimale ( la plus sensible V LG) du dispositif 26. <ol><li> Tracer les courbes GV LG de l&#39; étape 4.1.2.1.2.3 pour obtenir l&#39;équation de la courbe. </li><li> Differentiate l&#39;équation, et de calculer les valeurs de chaque point de V LG. </li><li> Diviser la valeur de l&#39; étape 4.1.2.1.3.2 par G, et de déterminer la valeur optimale V LG en fonction du nombre maximal. </li></ol></li></ol></li><li> Mesurer la conductance en temps réel du profil du pH à chaque étape de la modification de surface. <ol><li> Effectuer une mesure de conductivité en utilisant la technique de verrouillage 27 à la température ambiante. </li><li> Convertir le signal de courant alternatif en signaux de tension à courant alternatif en utilisant un préamplificateur de courant à faible bruit. </li><li> Réglez le V optimal LG pour chaque étape de modification de surface (étape 2.2: V LG = 1.02, étape 3.1: V LG = 0,98, l&#39; étape 3.2: V LG = 0,98, et l&#39; étape 3.3: V LG = 1.0). </li><li> Livrer la solution 10 mM Na-PB avec des valeurs de pH de 3,0 à 9,0 à la surface de SNW (débit: 5,0 ml / h), Et recueillir les données sur la conductance à une tension de drain de 0,01 V. </li></ol></li></ol></li></ol></li><li> Mesure des propriétés électriques (courbe I D V BG) du dispositif dans 10 mM de Na-PB (pH 7,0) après chaque étape de modification de la surface (étapes 2.2, 3.1, 3.2 et 3.3). Remarque: Les propriétés électriques du dispositif après quatre modifications de surface sur le SNW ont été mesurés: à l&#39;étape 2.2, le pSNWFET non modifié contenant la couche d&#39;oxyde natif est modifiée; l&#39;étape 3.1 consiste à modifier le dispositif avec le groupe amine de APTES; l&#39;étape 3.2 comporte la modification avec le groupe fonctionnel non chargé de glutaraldéhyde; et l&#39;étape 3.3 entraîne la modification de la sonde d&#39;ADN. <ol><li> Livrer le mM Na-PB 10 (pH 7,0) solution à la surface de SNW (étapes 2.2, 3.1, 3.2 et 3.3) en utilisant une pompe seringue (débit: 5,0 ml / h) pour un contact direct avec le SNW. </li><li> Mesurer la I D </em&gt; Du dispositif (étapes 2.2, 3.1, 3.2 et 3.3), en utilisant un analyseur de semi-conducteur du commerce et du logiciel. <ol><li> Sélectionnez le mode &quot;nMOSFET&quot;. </li><li> Sélectionnez &quot;I D - V BG&quot; modules. Note: I D est le courant drain / source, et V BG est la tension de grille arrière. </li><li> Définir une tension de polarisation constante (V D = 0,5 V) tout en balayant le potentiel de grille (V BG) -1 à 3,0 V (intervalle = 0,2 V). </li><li> Cliquez sur l&#39;icône Run pour obtenir I D - courbes V BG. </li></ol></li></ol></li></ol> 5. ADN Biosensing Remarque: Dans une expérience typique, la I D - V courbe B de G est déterminé trois fois pour faire en sorte qu&#39;aucune autre variation est observed. <ol><li> Détermination de la valeur de référence <ol><li> Livrer la solution 10 mM Na-PB (pH 7,0) à la surface de SNW sonde immobilisée d&#39;ADN pendant 10 minutes en utilisant une pompe seringue (débit: 5,0 ml / h), puis incuber le SNW pendant 30 min. </li><li> Mesurer la I D du dispositif (répétez l&#39; étape 4.2.2). </li></ol></li><li> Sentant d&#39;hybridation ADN / ADN <ol><li> Charge 22:00 cible complémentaire d&#39;ADN sur la surface de SNW d&#39;ADN sonde immobilisée pendant 10 minutes en utilisant une pompe seringue (débit: 5,0 ml / h), puis incuber le SNW pendant 30 min. </li><li> Livrer la solution 10 mM Na-PB (pH 7,0) sur la surface de SNW pendant 10 minutes en utilisant une pompe seringue (débit: 5,0 ml / h) pour laver l&#39;ADN cible non liée loin. </li><li> Répétez l&#39; étape 4.2.2 pour mesurer la I D du dispositif. </li></ol></li><li> Réitérer le signal d&#39;hybridation ADN / ADN. <ol><li> Charge 1 nM d&#39;ADN de récupération sur til ADN sonde immobilisée surface SNW pendant 10 minutes en utilisant une pompe seringue (débit: 5,0 ml / h), puis incuber le SNW pendant 30 min. </li><li> Livrer la solution 10 mM Na-PB (pH 7,0) sur la surface de SNW pendant 10 minutes en utilisant une pompe seringue (débit: 5,0 ml / h). </li><li> Répétez l&#39; étape 4.2.2 pour mesurer la I D du dispositif. </li></ol></li><li> contrôle négatif <ol><li> Charger 100 pM ADN non complémentaire sur la surface de SNW d&#39;ADN sonde immobilisée pendant 10 minutes en utilisant une pompe seringue (débit: 5,0 ml / h), puis incuber le SNW pendant 30 min. </li><li> Livrer la solution 10 mM Na-PB (pH 7,0) sur la surface de SNW pendant 10 minutes en utilisant une pompe seringue (débit: 5,0 ml / h). </li><li> Répétez l&#39; étape 4.2.2 pour mesurer la I D du dispositif. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Lin, C. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+composition+and+interactions+of+mobile+charges+with+immobilized+molecules+on+polycrystalline+silicon+nanowires%5BTitle%5D)+AND+%22Sensor+Actuat+B-Chem+211%22%5BJournal%5D)">Surface composition and interactions of mobile charges with immobilized molecules on polycrystalline silicon nanowires.</a> Sensor Actuat B-Chem 211. 211, 7-16 (2015).</li>
<li>Patolsky, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrical+detection+of+single+viruses%5BTitle%5D)+AND+%22P+Natl+Acad+Sci+USA%22%5BJournal%5D)">Electrical detection of single viruses.</a> P Natl Acad Sci USA. 101, 14017-14022 (2004).</li>
<li>Wang, W. U., Chen, C., Lin, K. H., Fang, Y., Lieber, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Label-free+detection+of+small-molecule-protein+interactions+by+using+nanowire+nanosensors%5BTitle%5D)+AND+%22P+Natl+Acad+Sci+USA%22%5BJournal%5D)">Label-free detection of small-molecule-protein interactions by using nanowire nanosensors.</a> P Natl Acad Sci USA. 102, 3208-3212 (2005).</li>
<li>Patolsky, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detection%2C+stimulation%2C+and+inhibition+of+neuronal+signals+with+high-density+nanowire+transistor+arrays%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Detection, stimulation, and inhibition of neuronal signals with high-density nanowire transistor arrays.</a> Science. 313, 1100-1104 (2006).</li>
<li>Bi, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+electrochemical+calcium+sensors+by+using+silicon+nanowires+modified+with+phosphotyrosine%5BTitle%5D)+AND+%22Biosens+Bioelectron%22%5BJournal%5D)">Development of electrochemical calcium sensors by using silicon nanowires modified with phosphotyrosine.</a> Biosens Bioelectron. 23, 1442-1448 (2008).</li>
<li>Lin, T. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Label-free+detection+of+protein-protein+interactions+using+a+calmodulin-modified+nanowire+transistor%5BTitle%5D)+AND+%22P+Natl+Acad+Sci+USA%22%5BJournal%5D)">Label-free detection of protein-protein interactions using a calmodulin-modified nanowire transistor.</a> P Natl Acad Sci USA. 107, 1047-1052 (2010).</li>
<li>Mishra, N. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultra-sensitive+detection+of+bacterial+toxin+with+silicon+nanowire+transistor%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+chip%22%5BJournal%5D)">Ultra-sensitive detection of bacterial toxin with silicon nanowire transistor.</a> Lab on a chip. 8, 868-871 (2008).</li>
<li>Lin, C. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrasensitive+detection+of+dopamine+using+a+polysilicon+nanowire+field-effect+transistor%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Commun%22%5BJournal%5D)">Ultrasensitive detection of dopamine using a polysilicon nanowire field-effect transistor.</a> Chem Commun. , 5749-5751 (2008).</li>
<li>Hahm, J., Lieber, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+ultrasensitive+electrical+detection+of+DNA+and+DNA+sequence+variations+using+nanowire+nanosensors%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Direct ultrasensitive electrical detection of DNA and DNA sequence variations using nanowire nanosensors.</a> Nano Lett. 4, 51-54 (2004).</li>
<li>Lin, C. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Poly-silicon+nanowire+field-effect+transistor+for+ultrasensitive+and+label-free+detection+of+pathogenic+avian+influenza+DNA%5BTitle%5D)+AND+%22Biosens+Bioelectron%22%5BJournal%5D)">Poly-silicon nanowire field-effect transistor for ultrasensitive and label-free detection of pathogenic avian influenza DNA.</a> Biosens Bioelectron. 24, 3019-3024 (2009).</li>
<li>Wu, C. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Label-free+biosensing+of+a+gene+mutation+using+a+silicon+nanowire+field-effect+transistor%5BTitle%5D)+AND+%22Biosens+Bioelectron%22%5BJournal%5D)">Label-free biosensing of a gene mutation using a silicon nanowire field-effect transistor.</a> Biosens Bioelectron. 25, 820-825 (2009).</li>
<li>Zhang, G. -J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silicon+nanowire+biosensor+for+highly+sensitive+and+rapid+detection+of+Dengue+virus%5BTitle%5D)+AND+%22Sensor+Actuat+B-Chem%22%5BJournal%5D)">Silicon nanowire biosensor for highly sensitive and rapid detection of Dengue virus.</a> Sensor Actuat B-Chem. 146, 138-144 (2010).</li>
<li>Lu, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((CMOS-compatible+silicon+nanowire+field-effect+transistors+for+ultrasensitive+and+label-free+microRNAs+sensing%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">CMOS-compatible silicon nanowire field-effect transistors for ultrasensitive and label-free microRNAs sensing.</a> Small. 10, 2022-2028 (2014).</li>
<li>Zheng, G., Patolsky, F., Cui, Y., Wang, W. U., Lieber, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multiplexed+electrical+detection+of+cancer+markers+with+nanowire+sensor+arrays%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Multiplexed electrical detection of cancer markers with nanowire sensor arrays.</a> Nat Biotechnol. 23, 1294-1301 (2005).</li>
<li>Choi, J. H., Kim, H., Choi, J. H., Choi, J. W., Oh, B. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Signal+enhancement+of+silicon+nanowire-based+biosensor+for+detection+of+matrix+metalloproteinase-2+using+DNA-Au+nanoparticle+complexes%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Appl+Mater+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Signal enhancement of silicon nanowire-based biosensor for detection of matrix metalloproteinase-2 using DNA-Au nanoparticle complexes.</a> ACS Appl Mater Interfaces. 5, 12023-12028 (2013).</li>
<li>Lin, T. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improved+silicon+nanowire+field-effect+transistors+for+fast+protein-protein+interaction+screening%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Improved silicon nanowire field-effect transistors for fast protein-protein interaction screening.</a> Lab Chip. 13, 676-684 (2013).</li>
<li>Chen, H. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+sensitive+and+selective+magnetic+graphene+composite-modified+polycrystalline-silicon+nanowire+field-effect+transistor+for+bladder+cancer+diagnosis%5BTitle%5D)+AND+%22Biosens+Bioelectron%22%5BJournal%5D)">A sensitive and selective magnetic graphene composite-modified polycrystalline-silicon nanowire field-effect transistor for bladder cancer diagnosis.</a> Biosens Bioelectron. 66, 198-207 (2015).</li>
<li>Lee, H. S., Kim, K. S., Kim, C. J., Hahn, S. K., Jo, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrical+detection+of+VEGFs+for+cancer+diagnoses+using+anti-vascular+endotherial+growth+factor+aptamer-modified+Si+nanowire+FETs%5BTitle%5D)+AND+%22Biosens+Bioelectron%22%5BJournal%5D)">Electrical detection of VEGFs for cancer diagnoses using anti-vascular endotherial growth factor aptamer-modified Si nanowire FETs.</a> Biosens Bioelectron. 24, 1801-1805 (2009).</li>
<li>Chua, J. H., Chee, R. E., Agarwal, A., Wong, S. M., Zhang, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Label-free+electrical+detection+of+cardiac+biomarker+with+complementary+metal-oxide+semiconductor-compatible+silicon+nanowire+sensor+arrays%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Label-free electrical detection of cardiac biomarker with complementary metal-oxide semiconductor-compatible silicon nanowire sensor arrays.</a> Anal Chem. 81, 6266-6271 (2009).</li>
<li>Lu, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Label-free+and+rapid+electrical+detection+of+hTSH+with+CMOS-compatible+silicon+nanowire+transistor+arrays%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Appl+Mater+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Label-free and rapid electrical detection of hTSH with CMOS-compatible silicon nanowire transistor arrays.</a> ACS Appl Mater Interfaces. 6, 20378-20384 (2014).</li>
<li>Chen, H. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic-composite-modified+polycrystalline+silicon+nanowire+field-effect+transistor+for+vascular+endothelial+growth+factor+detection+and+cancer+diagnosis%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Magnetic-composite-modified polycrystalline silicon nanowire field-effect transistor for vascular endothelial growth factor detection and cancer diagnosis.</a> Anal Chem. 86, 9443-9450 (2014).</li>
<li>Zhang, Y. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silicon+Nanowire+Biosensor+for+Highly+Sensitive+and+Multiplexed+Detection+of+Oral+Squamous+Cell+Carcinoma+Biomarkers+in+Saliva%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Sci%22%5BJournal%5D)">Silicon Nanowire Biosensor for Highly Sensitive and Multiplexed Detection of Oral Squamous Cell Carcinoma Biomarkers in Saliva.</a> Anal Sci. 31, 73-78 (2015).</li>
<li>Lin, H. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+simple+and+low-cost+method+to+fabricate+TFTs+with+poly-Si+nanowire+channel%5BTitle%5D)+AND+%22Ieee+Electr+Device+L%22%5BJournal%5D)">A simple and low-cost method to fabricate TFTs with poly-Si nanowire channel.</a> Ieee Electr Device L. 26, 643-645 (2005).</li>
<li>Lin, H. C., Lee, M. H., Su, C. J., Shen, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+and+characterization+of+nanowire+transistors+with+solid-phase+crystallized+poly-Si+channels%5BTitle%5D)+AND+%22Ieee+T+Electron+Dev%22%5BJournal%5D)">Fabrication and characterization of nanowire transistors with solid-phase crystallized poly-Si channels.</a> Ieee T Electron Dev. 53, 2471-2477 (2006).</li>
<li>Doering, R., Nishi, Y. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aDoering%2C+R+%22Handbook+of+semiconductor+manufacturing+technology%22">Handbook of semiconductor manufacturing technology</a>. , 2nd, CRC Press. (2008).</li>
<li>Lu, M. P., Hsiao, C. Y., Lai, W. T., Yang, Y. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Probing+the+sensitivity+of+nanowire-based+biosensors+using+liquid-gating%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Probing the sensitivity of nanowire-based biosensors using liquid-gating.</a> Nanotechnology. 21 (425505), (2010).</li>
<li>Gaspar, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Digital+lock+in+amplifier%3A+study%2C+design+and+development+with+a+digital+signal+processor%5BTitle%5D)+AND+%22Microprocess+Microsy%22%5BJournal%5D)">Digital lock in amplifier: study, design and development with a digital signal processor.</a> Microprocess Microsy. 28, 157-162 (2004).</li>
<li>Vezenov, D. V., Noy, A., Rozsnyai, L. F., Lieber, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Force+titrations+and+ionization+state+sensitive+imaging+of+functional+groups+in+aqueous+solutions+by+chemical+force+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22J+Am+Chem+Soc%22%5BJournal%5D)">Force titrations and ionization state sensitive imaging of functional groups in aqueous solutions by chemical force microscopy.</a> J Am Chem Soc. 119, 2006-2015 (1997).</li>
<li>Townsend, M. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+evaluation+of+the+FluChip+diagnostic+microarray+for+influenza+virus+surveillance%5BTitle%5D)+AND+%22J+Clin+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Experimental evaluation of the FluChip diagnostic microarray for influenza virus surveillance.</a> J Clin Microbiol. 44, 2863-2871 (2006).</li>
<li>Wang, L. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+detection+and+differentiation+of+Newcastle+disease+and+avian+influenza+viruses+using+oligonucleotide+microarrays%5BTitle%5D)+AND+%22Vet+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Simultaneous detection and differentiation of Newcastle disease and avian influenza viruses using oligonucleotide microarrays.</a> Vet Microbiol. 127, 217-226 (2008).</li>
<li>Lin, C. -H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recovery+Based+Nanowire+Field-Effect+Transistor+Detection+of+Pathogenic+Avian+Influenza+DNA%5BTitle%5D)+AND+%22Jpn+J+Appl+Phys%22%5BJournal%5D)">Recovery Based Nanowire Field-Effect Transistor Detection of Pathogenic Avian Influenza DNA.</a> Jpn J Appl Phys. 51 (02BL02), (2012).</li>
<li>Lee, K. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Well+controlled+assembly+of+silicon+nanowires+by+nanowire+transfer+method%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Well controlled assembly of silicon nanowires by nanowire transfer method.</a> Nanotechnology. 18 (445302), (2007).</li>
<li>Li, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sequence-specific+label-free+DNA+sensors+based+on+silicon+nanowires%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Sequence-specific label-free DNA sensors based on silicon nanowires.</a> Nano Lett. 4, 245-247 (2004).</li>
<li>McAlpine, M. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-performance+nanowire+electronics+and+photonics+on+glass+and+plastic+substrates%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">High-performance nanowire electronics and photonics on glass and plastic substrates.</a> Nano Lett. 3, 1531-1535 (2003).</li>
<li>Cui, Y., Wei, Q., Park, H., Lieber, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanowire+nanosensors+for+highly+sensitive+and+selective+detection+of+biological+and+chemical+species%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Nanowire nanosensors for highly sensitive and selective detection of biological and chemical species.</a> Science. 293, 1289-1292 (2001).</li>
<li>Patolsky, F., Zheng, G., Lieber, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanowire-based+biosensors%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Nanowire-based biosensors.</a> Anal Chem. 78, 4260-4269 (2006).</li>
<li>Hsiao, C. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+poly-silicon+nanowire+field+effect+transistor+for+biosensing+application%5BTitle%5D)+AND+%22Biosens+Bioelectron%22%5BJournal%5D)">Novel poly-silicon nanowire field effect transistor for biosensing application.</a> Biosens Bioelectron. 24, 1223-1229 (2009).</li>
</ol>

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Commercialiser le haut vers le bas et la fabrication de bas en haut des approches pour sSNWFETs est considéré comme difficile en raison de son coût 32,33, SNW contrôle de position 34,35, et sa faible production échelle 36. En revanche, la fabrication pSNWFETs est simple et peu coûteuse 37. Grâce à l&#39;approche descendante et une combinaison avec la technique de formation paroi latérale d&#39;espacement (Figure 1), la taille de la SNW peut être contrôlée en a...

transistors à effet de champ Silicon nanofils (SNWFETs) présentent les avantages d&#39;ultra-haute sensibilité et des réponses électriques directs à variation de charge de l&#39;environnement. Dans SNWFETs de type n, par exemple, lorsqu&#39;une molécule négative (ou positive) chargée se rapproche du nanofil de silicium (SNW), les transporteurs du SNW sont appauvris (ou accumulation). En conséquence, la conductivité de la SNWFET diminue (ou augmente) 1. Par conséquent, toute molécule chargée à proximité de la surface de SNW du dispositif de SNWFET peut être détectée. biomolécules vitales, y compris des enzymes, des protéines, des nucléotides, et de nombreuses molécules sur la surface des cellules sont des porteurs de charge et peuvent être surveillés à l&#39;aide SNWFETs. Avec des modifications appropriées, en particulier immobilisant une sonde biomoléculaire sur le SNW, un SNWFET peut être développé dans un biocapteur sans étiquette. Surveillance en utilisant des biomarqueurs est essentielle pour diagnostiquer les maladies. Comme on le voit dans le tableau 1, plusieurs études ont utilisé NWFEBiocapteurs basés sur T pour sans étiquette, ultra-haute sensibilité, et la détection en temps réel des différentes cibles biologiques, y compris un seul virus 2, l&#39; adénosine triphosphate et kinase de liaison 3, des signaux neuronaux 4, des ions métalliques 5,6, des toxines bactériennes 7, 8 dopamine, ADN 9-11, ARN 12,13, enzymes et biomarqueurs du cancer 14-19, hormones humaines 20, et les cytokines 21,22. Ces études ont démontré que les biocapteurs basés NWFET représentent une plate-forme de détection efficace pour une large gamme d&#39;espèces biologiques et chimiques dans une solution. Dans les biocapteurs basés sur SNWFET, la sonde immobilisée sur la surface SNW du dispositif reconnaît un biotarget spécifique. Immobiliser un biosonde implique généralement une série d&#39;étapes, et il est essentiel que chaque étape est correctement effectuée pour assurer le bon fonctionnement du biocapteur. Diverses techniques ont été mises au point pour l&#39;analyse des scomposition urface, y compris la spectroscopie de photoélectrons X (XPS), ellipsométrie, mesure de l&#39;angle de contact, microscopie à force atomique (AFM) et la microscopie électronique à balayage (MEB). Des méthodes telles que l&#39;AFM et SEM fournissent des preuves directes de biosonde immobilisation sur le dispositif de nanofil, alors que les méthodes telles que XPS, ellipsométrie, et la mesure de l&#39;angle de contact dépendent des expériences parallèles effectuées sur d&#39;autres matériaux similaires. Dans ce rapport, nous décrivons la confirmation de chaque étape de modification à l&#39;aide de deux méthodes indépendantes. XPS est utilisé pour examiner les concentrations d&#39;atomes spécifiques sur des tranches de polysilicium, et les variations dans les propriétés électriques du dispositif sont mesurées directement pour confirmer la variation de charge sur la surface SNW. Nous employons l&#39;ADN biocapteurs en utilisant SNWFETs polycristallins (de pSNWFETs) à titre d&#39;exemple pour illustrer ce protocole. Immobilisant une sonde d&#39;ADN sur la surface de SNW comporte trois étapes: la modification du groupe amine sur la surface d&#39;hydroxyle native du SNW almodification de groupe hyde, et 5&#39;-aminomodified l&#39;immobilisation de la sonde d&#39;ADN. A chaque étape de modification, l&#39;appareil peut détecter directement la variation de la charge du groupe fonctionnel immobilisé sur la surface SNW, parce que les charges de surface provoquent des changements potentiels interfaciale locaux sur le diélectrique de grille qui modifient le courant de canal et de la conductance 1. Charges entourant la surface de SNW peut moduler électriquement les propriétés électriques du dispositif de pSNWFET; Par conséquent, les propriétés de surface du SNW jouent un rôle essentiel dans la détermination des caractéristiques électriques des dispositifs pSNWFET. Dans les modes opératoires rapportés, l&#39;immobilisation d&#39;un biosonde sur la surface SNW peut être directement déterminée et confirmée par une mesure électrique, et le dispositif est prêt pour des applications de biocapteurs.

<table><tbody><tr><td>Acétone</td><td>ECHO</td><td>AH-3102</td><td></td></tr><tr><td>(3-Amonopropyl)triethoxysilane (APTES), &ge ; 98 %</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A3648</td><td>Danger</td></tr><tr><td>Éthanol, anhydre, 99.5 %</td><td>ECHO</td><td>484000203108A-72EC</td><td></td></tr><tr><td>Solution de glutaraldéhyde (GA), 50 %</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>G7651</td><td>Eviter le</td></tr><tr><td>cyanoborohydrure de sodium léger, &ge ; 95,0 %&nbsp ;</td><td>Fluka</td><td>71435</td><td>Danger et déliquescent</td></tr><tr><td>Phosphate de sodium tribasique dodécahydrate, &ge ; 98 %</td><td>Sigma</td><td>04277</td><td></td></tr><tr><td>Acide phosphorique, &ge ; 99.0 %</td><td>Fluka</td><td>79622</td> Photorésine <td>déliquescente</td></tr><tr><td>(iP3650)</td><td>Tokyo Ohka Kogyo Co., LTD</td><td>THMR-iP3650 HP</td><td></td></tr><tr><td>Oligonucléotides synthétiques, HPLC purifié</td><td>Technologie</td><td></td><td></td>Protech</tr><tr><td>Tris(hydroxyméthyl)aminométhane (Tris), &ge ; 99.8 %</td><td>USB</td><td>75825</td><td></td></tr><tr><td>Keithley 2636 Système SourceMeter</td><td>Keithley</td><td></td><td></td></tr><tr><td>SR830 DSP Lock-In Amplificateur</td><td>Stanford Research Systems</td><td></td><td></td></tr><tr><td>SR570 Préamplificateur de courant à faible bruit</td><td>Stanford Research Systems</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ni PXI Express</td><td>National Instruments</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

préparation de la silicon nanowire à effet de champ transistor pour chimiques et les biocapteurs applications

Preparation of Silicon Nanowire Field-effect Transistor for Chemical and Biosensing Applications

La surveillance à l’aide de biomarqueurs est essentielle pour la détection précoce, l’intervention rapide et la réduction de l’incidence des maladies. Dans cette étude, nous décrivons la préparation de transistors à effet de champ en nanofils de silicium polycristallin (pSNWFETs) qui servent de dispositifs de biodétection pour la détection de biomarqueurs. Un protocole de détection chimique et biomoléculaire à l’aide de pSNWFET est présenté. Le dispositif pSNWFET s’est avéré être un transducteur prometteur pour les applications de biodétection en temps réel, sans marquage et à très haute sensibilité. La conductivité source/canal de drainage d’un pSNWFET est sensible aux changements de l’environnement autour de sa surface de nanofils de silicium (SNW). Ainsi, en immobilisant les sondes à la surface du SNW, le pSNWFET peut être utilisé pour détecter diverses biocibles allant des petites molécules (dopamine) aux macromolécules (ADN et protéines). L’immobilisation d’une biosonde à la surface du SNW, qui est une procédure en plusieurs étapes, est essentielle pour déterminer la spécificité du biocapteur. Il est essentiel que chaque étape de la procédure d’immobilisation soit correctement effectuée. Nous avons vérifié les modifications de surface en observant directement le décalage des propriétés électriques du pSNWFET après chaque étape de modification. De plus, la spectroscopie photoélectronique à rayons X a été utilisée pour examiner la composition de la surface après chaque modification. Enfin, nous avons démontré la détection de l’ADN sur le pSNWFET. Ce protocole fournit des procédures étape par étape pour vérifier l’immobilisation de la biosonde et l’application ultérieure de la biodétection de l’ADN.

Diverses SNWFETs ont été rapportés pour servir de transducteurs de biocapteurs (tableau 1). SNWFETs monocristallin (sSNWFETs) et pSNWFETs présentent des propriétés électriques comparables à celles des transducteurs dans des solutions aqueuses, et les deux ont été signalés à avoir de nombreuses applications de biocapteurs. Une caractéristique avantageuse du dispositif de pSNWFET utilisé dans cette étude est la procédure simple et la fabrication à faible coût. La f...

Nous décrivons les étapes clés de la biodétection à l’aide de transistors à effet de champ en nanofils de polysilicium, y compris la préparation du dispositif et l’immobilisation et la confirmation d’une sonde moléculaire d’ADN à la surface du nanofil, ainsi que les conditions de détection de l’ADN.

Préparation de la Silicon Nanowire à effet de champ Transistor pour chimiques et les biocapteurs Applications

Surveillance using biomarkers is critical for the early detection, rapid intervention, and reduction in the incidence of diseases. In this study, we ...

L'objectif général de ce protocole est de vérifier l'immobilisation de bioprobres et la détection subséquente d'ADN sur des transistors à effet de champ à nanofils en polysilicium. Cette méthode peut contribuer à répondre à des questions importantes dans le domaine de la détection bioélectrique, telles que l'immobilisation de bioprobres et la détection d'acides nucléiques. Notre dispositif de biosensation constitue un transistor prometteur pour des applications de détection biologique en temps réel, sans intervention manuelle et offrant une haute sensibilité.Les implications de ces biocapteurs s'étendent au diagnostic clinique des maladies infectieuses émergentes, car ils permettent de détecter rapidement, avec sensibilité et précision, la cible biologique spécifique. Bien que cette méthode puisse fournir des informations sur la détection des acides nucléiques, elle peut également être appliquée à la détection d'autres molécules, telles que les cytokines, les hormones, les protéines et les virus. En général, les personnes novices dans cette méthode éprouveront des difficultés, car celle-ci exige une collaboration interdisciplinaire entre les domaines de la biologie et du génie électrique.La préparation du transistor à effet de champ en nanofil de silicium polycristallin est décrite dans le protocole textuel. Le dispositif est fabriqué à partir d'une plaquette de six pouces. Les nanofils de silicium sur le dispositif ont environ 100 nanomètres de large et 1,6 micron de long.Pour prétraiter le dispositif, commencez par le sortir du stockage dans une armoire sèche électronique et ouvrez le sachet scellé sous vide qui le contient. Nettoyez le biocapteur dans un sonicateur chargé avec de l’acétone pure pendant 10 minutes. Ensuite, remplacez le bain par de l’éthanol pur et répétez la sonication pendant cinq minutes supplémentaires.Après ce deuxième bain, utilisez un flux de gaz d'azote pour sécher le dispositif. Ensuite, traitez le dispositif avec un plasma d'oxygène à 18 watts pendant 30 secondes. Effectuez maintenant des mesures de conductance en courant alternatif et mesurez les propriétés électriques du courant de drain sur le dispositif, comme expliqué dans la section suivante.Ensuite, procédez à l'immobilisation de l'ADN sur la surface du dispositif tout en effectuant des mesures supplémentaires, à la fois de la conductance alternative et du courant de drain, après chaque modification. Préparez tout d'abord le profilage de pH. Préparez du phosphate de sodium tribasique dodécahydraté 10 millimolaire dans de l'eau déionisée, dont le pH est de 11,6.Ensuite, préparez une solution d'acide phosphorique 10 millimolaire dans de l'eau déionisée, dont le pH est de 2,35. Préparez maintenant sept solutions tampons 10 millimolaires dont les valeurs de pH varient de trois à neuf en mélangeant les deux solutions mères. Une fois les solutions d'essai et le canal microfluidique préparés, mesurez la conductance en temps réel à l'aide d'une technique d'électrode sélective.Placez deux sondes en forme d'aiguille sur chacun des plots de source et de drain. Convertissez le signal de courant alternatif en un signal de tension alternatif à l'aide d'un préamplificateur de courant à faible bruit. Ensuite, réglez la tension optimale de la grille liquide et procédez à l'application de chaque solution tampon tout en mesurant la conductance à une tension de drain de 10 millivolts.Ensuite, mesurez le courant de drain avec un tampon neutre. Faites circuler un tampon de pH 7 sur le dispositif à l’aide d’une pompe à seringue à un débit de cinq millilitres par heure. Puis, à l’aide d’un logiciel d’analyse de semi-conducteurs commercial, mesurez le courant de drain en mode MOSFET à canal N.Réglez la tension de polarisation à 0,5 volt et balayez le potentiel de grille de moins un à trois volts par intervalles de 0,2 volt. Lancez maintenant le test et récupérez les données. Commencez par immerger le biocapteur dans du 2 % APTES en éthanol pendant 30 minutes afin de lier covalemment la surface du nanofil.Ensuite, lavez le biocapteur trois fois pendant 30 secondes avec de l'éthanol, puis nettoyez-le dans un sonicateur rempli d'éthanol. Maintenant, pour créer des groupes amine sur les nanofils de silicium, placez le biocapteur sur une surface à 120 degrés Celsius pendant 10 minutes. Après l'étape de chauffage, effectuez les mesures sur le dispositif comme décrit dans la section précédente.Ensuite, afin de créer des groupes aldéhyde sur les nanofils de silicium, immergez le dispositif dans du glutaraldéhyde à 12,5 % dans un tampon de phosphate de sodium 10 millimolaire, pH 7, pendant une heure à température ambiante. Limitez toute exposition à la lumière pendant cette étape. Après le traitement au glutaraldéhyde, rincez le dispositif trois fois avec du tampon phosphate de sodium 10 millimolaire, chaque rinçage durant 30 secondes.Ensuite, séchez le biocapteur sous un flux d'azote pur et effectuez des mesures pour confirmer la modification de surface. L'étape suivante consiste à incuber le biocapteur dans une solution de sonde à une concentration d'un micromolaire pendant toute la nuit afin d'immobiliser la sonde d'ADN. Le jour suivant, bloquez les groupes aldéhyde non réagis en immergeant le dispositif dans du Tris 10 millimolaire contenant 4 millimolaires de cyanoborohydrure de sodium pendant une demi-heure.Ensuite, rincez l'appareil avec un tampon de phosphate de sodium 10 millimolaire à pH 7, trois fois, puis séchez-le en soufflant de l'azote gazeux, comme précédemment. Ensuite, effectuez une série finale de mesures pour confirmer la modification de surface avant de l'utiliser comme biocapteur. Commencez par une mesure de référence.Faites circuler un tampon de phosphate de sodium neutre à pH pendant 10 minutes à travers le dispositif. Pendant cette procédure, le débit de la solution est toujours de cinq millilitres par heure. Attendez ensuite 30 minutes, faites passer à nouveau le tampon neutre à pH sur le biosenseur pendant 10 minutes, puis mesurez le courant du dispositif.Ensuite, chargez 10 picomoles d'ADN, complémentaire à la sonde, sur la surface du nanofil en silicium en faisant circuler la solution sur le dispositif pendant 10 minutes. Incubez ensuite le biocapteur pendant 30 minutes. En tant que contrôle négatif, appliquez 100 picomoles d'ADN non complémentaire sur le dispositif.Après l'incubation, faire circuler un tampon à pH neutre sur le biocapteur pendant 10 minutes afin d'éliminer l'ADN cible non lié. À la suite de cette étape, mesurer le courant du dispositif comme précédemment. Ensuite, ajouter une solution d'ADN de récupération à une concentration d'un nanomolaire sur la surface de nanofil de silicium immobilisée avec la sonde d'ADN, et laisser pendant 10 minutes.Incubez ensuite le biocapteur pendant 30 minutes, comme précédemment. Enfin, faites circuler un tampon de pH neutre sur le dispositif pendant 10 minutes supplémentaires, puis effectuez à nouveau les mesures de courant. Une sonde d'ADN a été immobilisée sur la surface d'oxyde de silicium, et chaque étape de modification a été confirmée par spectroscopie de photoélectrons induite par rayons X.Pour le pSNWFET non modifié contenant la couche d'oxyde native à la surface du nanofil de silicium, les groupes hydroxyles ont été ionisés pour former des groupes chargés en fonction de l'augmentation du pH. La conductance a probablement varié selon les différents pH. Le décalage des propriétés électriques du dispositif après différentes modifications confirme le changement de la surface du fil.Dans de telles expériences, la courbe courant-tension du dispositif non modifié a été utilisée comme ligne de base. Après immersion du dispositif dans l'APTES, la courbe courant-tension du dispositif s'est déplacée vers la gauche en raison de la charge positive à la surface du fil. Après la conjugaison du glutaraldéhyde au dispositif modifié par l'APTES, la courbe courant-tension s'est déplacée à nouveau vers la droite en raison de la formation de liaisons MI neutres.Enfin, une sonde d'ADN modifiée par une amine en extrémité 5' a été introduite afin de se lier au dispositif modifié par le glutaraldéhyde APTES. Le squelette de l'ADN a provoqué un décalage de la courbe courant-tension vers l'extrême droite. Après avoir visionné cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la manière de confirmer l'immobilisation du bioprobe et de l'application de détection d'ADN sur des transistors à effet de champ à nanofils en polysilicium.Une fois maîtrisée, cette technique de préparation à la détection des acides nucléiques peut être réalisée en moins d'une heure, à condition d'être effectuée correctement, et peut être réalisée à l'avance. La détection biosensorielle finale prend moins de 10 minutes. Lors de la réalisation de cette procédure, il est important de se rappeler d'analyser les propriétés électriques du dispositif à chaque étape de la modification du bioprobe.Cette technique a ouvert la voie aux chercheurs dans le domaine des capteurs à base de semi-conducteurs vers des applications plus larges en biosensing. Après avoir suivi ces procédures, d'autres méthodes, comme l'immobilisation de sondes de biomarqueurs de cancer, peuvent être réalisées afin de répondre à des questions supplémentaires dans des domaines tels que le diagnostic clinique du cancer.

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