Name: Opracowanie i funkcjonalizacja grafenowego tranzystora polowego bramkowanego elektrolitem do detekcji biomarkerów (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-02-01T14:20:00.000+00:00
Duration: 7 min 51 s
Description: Poznaj metodę wytwarzania biosensora EGGFET do detekcji przeciwciał IgG w surowicy krwi. Protokół wykorzystuje grafen CVD, zapewniając wysoką czułość i selektywność w czasie rzeczywistym.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Eksperymenty przeprowadzono na Uniwersytecie Zachodniej Wirginii. Doceniamy Wspólne Ośrodki Badawcze na Uniwersytecie Zachodniej Wirginii w zakresie produkcji urządzeń i charakteryzacji materiałów. Prace te były wspierane przez amerykańską Narodową Fundację Nauki w ramach grantu nr 1. NSF1916894.

1. Przenoszenie chemicznego osadzania grafenu z fazy gazowej
<ol>
	<li>Przetnij arkusz grafenu na miedzianym podłożu na pół (2,5 cm x 5 cm) za pomocą nożyczek. Zastosuj taśmę żaroodporną, aby przymocować cztery rogi kwadratu grafenowego na uszczelce obrotowej (patrz Tabela materiałów). 
	UWAGA: Zakupiony grafen ma wymiar 5 cm x 5 cm (patrz Tabela Materiałów).</li>
	<li>Pokryj arkusz grafenu cienką warstwą (100-200 nm) PMMA 495K A4 wirującą z prędkością 500 obr./min przez 10 s, a następnie 2000 obr./min przez 50 s. Następnie piecz próbkę w temperaturze 150 °C przez 5 minut.</li>
	<li>Usuń tylną stronę grafenu za pomocą plazmy tlenowej (patrz Tabela materiałów) o mocy 30 W, 15 sccm przez 5 minut.</li>
	<li>Pokrój kwadrat grafenu poddanego obróbce plazmowej na mniejsze wymiary (1 cm x 2 cm) w celu produkcji urządzenia.</li>
	<li>Pokrój wstępnie oczyszczone podłoże (SiO2) na małe kawałki o przybliżonych wymiarach 2,5 cm x 2 cm.</li>
	<li>Wytrawić miedź za pomocą komercyjnego wytrawiacza grafenowego (chlorek żelaza) (patrz tabela materiałów). Nie rozcieńczać wytrawiacza. Unieś próbkę miedzianą stroną do dołu i stroną PMMA do góry na płynnym wytrawiaczu.</li>
	<li>Po wytrawieniu miedzią powoli podnieś folię grafenową za pomocą podłoża poddanego obróbce plazmowej.</li>
	<li>Transportowany grafen suszyć na powietrzu przez 2 godziny, a następnie piec w temperaturze 80 °C przez 15 minut.</li>
	<li>Usuń PMMA, wykonując poniższe czynności.
	<ol>
		<li>Rozgrzać próbkę parą acetonu w temperaturze 70 °C. Utrzymać próbkę na wysokości ~2 cm nad parą acetonu przez 4 minuty stroną z PMMA skierowaną w dół. Następnie zanurzyć próbkę w acetonie na 5 minut.</li>
		<li>Ostrożnie umyj próbkę wodą demineralizowaną i obserwuj przeniesiony grafen pod mikroskopem. Na koniec delikatnie wysuszyć próbkę suszarką za pomocą N2.</li>
		<li>Wykonaj obserwację pod mikroskopią sił atomowych (AFM), aby upewnić się, że grafen jest wolny od pozostałości PMMA. Jeśli na obrazie widoczne są pozostałości PMMA, ponownie wykonaj czyszczenie parą acetonu i zanurz je w wodzie.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Wykonaj charakterystykę Ramana i AFM, aby potwierdzić przenoszenie monowarstwy grafenu i obserwować właściwości powierzchni (<silna klasa = "xfig" >Rysunek 1A, B).</li>
</ol>
2. Produkcja grafenowego tranzystora polowego (GFET)
<ol>
	<li>Umyj podłoże przeniesionym grafenem za pomocą acetonu, IPA i wody DI, a następnie piecz podłoże na gorącej płycie w temperaturze 75 °C przez 30 minut (<klasa mocna = "xfig">Rysunek 2A).</li>
	<li>Za pomocą parownika wiązki elektronicznej 30 (patrz Tabela materiałów), nanieś 5 nm niklu i 45 nm złota na próbkę grafenu (<silna klasa="xfig">Rysunek 2B).</li>
	<li>Zastosuj pierwszy proces fotolitografii30 za pomocą maski A (Rysunek uzupełniający 1) do wzoru elektrod (<silna klasa="xfig">Rysunek 2C).</li>
	<li>Odwirować dodatni fotorezystor (AZ 5214E, patrz tabela materiałów) na próbce (2000 obr./min przez 45 s) i utwardzić próbkę w temperaturze 120 °C przez 1 minutę.</li>
	<li>Umieść próbkę w systemie naświetlania UV i naświetlaj ją przez ~10 s poniżej 200 mJ/cm2.</li>
	<li>Wywołaj próbkę za pomocą wywoływacza fotorezystu (AZ300 MIF, patrz tabela materiałów) przez ~2 min, a następnie spłucz wodą DI.</li>
	<li>Zanurz próbkę w złotym wytrawiaczu, aby wytrawić warstwę złota przez 10 s; spłucz wodą DI i usuń pozostałą warstwę fotorezystu, zanurzając ją w acetonie na 10 minut (<silna klasa="xfig">Rysunek 2C).</li>
	<li>Używając acetonu, IPA i wody demineralizowanej, umyj próbkę; piecz na płycie grzejnej w temperaturze 75 °C przez 30 minut. Następnie zastosuj drugi proces fotolitografii za pomocą maski B (rysunek uzupełniający 1), aby nadać wzór kanałom grafenowym. 
	UWAGA: Użyj tych samych parametrów procesu, co w pierwszym (kroki 2.4-2.6), z wyjątkiem systemu ekspozycji na promieniowanie UV w nakładce maski (<silna klasa = "xfig" >Rysunek 2D).</li>
	<li>Zanurzyć próbkę w wytrawiaczu niklowym w temperaturze 60 °C, aby wytrawić warstwę niklu przez 10 s; spłukać wodą DI; wysuszyć suszarką przy użyciu N2 (<silna klasa="xfig">Rysunek 2D).</li>
	<li>Umieść próbkę w asherze plazmowym i usuń odsłonięty grafen za pomocą plazmy tlenowej (100 W przez 90 s z przepływem tlenu przy 49 sccm); następnie usuń warstwę fotorezystu, zanurzając ją w acetonie na 10 minut (<silna klasa = "xfig" >Rysunek 2E).</li>
	<li>Przemyć próbkę acetonem, IPA i wodą demineralizowaną; piec na gorącej płycie w temperaturze 75 °C przez 30 minut i zastosować trzeci proces fotolitografii przy użyciu maski C (rysunek uzupełniający 1) w celu narysowania wzoru warstwy fotorezystu pasywacji w celu ochrony leżącego pod spodem grafenu. Użyj tych samych parametrów procesu, co w pierwszym (kroki 2.4-2.6), z wyjątkiem systemu ekspozycji na promieniowanie UV w nakładce maski (<silna klasa = "xfig" > Rysunek 2F).</li>
	<li>Po trzecim procesie fotolitografii zanurzyć próbkę w wytrawiaczu niklowym w temperaturze 60 °C na 10 sekund, aby usunąć pozostałą warstwę niklu; następnie spłukać wodą demineralizowaną i wysuszyć suszarką przy użyciu N2 (<klasa silna = "xfig">Rysunek 2G). Na koniec piecz próbkę na płycie grzejnej w temperaturze 120 °C przez 30 minut (<silna klasa="xfig">Rysunek 2H).</li>
</ol>
3. Funkcjonalizacja GFET do wykrywania IgG
<ol>
	<li>Zamontuj kanał dostarczania próbki.
	<ol>
		<li>Stwórz kanał dostarczania próbki w PDMS przy użyciu technik miękkiej litografii31.</li>
		<li>Zanurz urządzenie grafenowe w 0,1 M roztworu NaOH na 30 s; spłucz wodą DI i pozostaw cienką warstwę wody na powierzchni urządzenia, aby ułatwić wyrównanie i wiązanie PDMS. Następnie aktywuj powierzchnię studzienki PDMS za pomocą plazmy tlenowej.</li>
		<li>Wyrównać kanał doprowadzania próbki i urządzenie grafenowe pod mikroskopem; umieścić wyrównane urządzenie w piecu o temperaturze 60 °C na 3 godziny, aby umożliwić połączenie. Zmontowane urządzenie jest pokazane w Rysunek 3A.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Funkcjonalizacja GFET.
	<ol>
		<li>Funkcjonalizować powierzchnię grafenu za pomocą aptameru IgG (patrz Tabela Materiałów). Użyj pipet, aby załadować i usunąć każdy odczynnik lub bufor z dołka PDMS. Proces schematyzacji jest pokazany w Rysunek 4. 
		UWAGA: Poniższe kroki zostały wykonane w temperaturze pokojowej.</li>
		<li>Po trzykrotnym przepłukaniu powierzchni grafenu DMSO, należy nałożyć ester N-hydroksysukcynimidu kwasu 1-pirenomasłowego (PBASE, 10 mM rozpuszczony w DMSO, patrz Tabela Materiałów) i przechowywać przez 2 godziny.</li>
		<li>Po spłukaniu DMSO należy zastosować aptamer IgG modyfikowany 5'amino (20 μM w 1x PBS), inkubować przez 3 godziny i trzykrotnie spłukać 1x PBS.</li>
		<li>Nakładaj albuminę surowicy bydlęcej (BSA, 10% w/v w 1x PBS) na grafen przez 1 godzinę i spłucz trzykrotnie 1x PBS.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
4. Wykrywanie IgG
<ol>
	<li>Przepłucz urządzenie trzykrotnie 0,01x PBS. Dobrze napełnij PDMS 0,01x PBS (bufor detekcji) (<silna klasa = "xfig" > Rysunek 3A,B).</li>
	<li>Podłączyć elektrody do wysokowydajnego analizatora parametrów (patrz Tabela materiałów). Podłącz elektrodę źródłową do ziemi, elektrody odpływu i elektrody bramki do źródłowych jednostek pomiarowych (SMU 1 i SMU 2) wyposażonych odpowiednio w analizator parametrów (<silna klasa="xfig">Rysunek 3C).</li>
	<li>Ustaw parametry pomiaru i włącz proces próbkowania.</li>
	<li>Przetestuj reakcję EGGFET na IgG, stale monitorując prąd drenu. Rozpuść IgG w 0,01x PBS o różnych stężeniach, dodaj roztwór do komory detekcyjnej i stale monitoruj prąd drenu. Zapisz dane.</li>
</ol>

<ol><li>Saini, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+and+functionalization+of+graphene+and+application+in+electrochemical+biosensing%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology+Reviews%22%5BJournal%5D)">Synthesis and functionalization of graphene and application in electrochemical biosensing.</a> Nanotechnology Reviews. 5 (4), 393-416 (2016).</li>
<li>Emtsev, K. V., Bostwick, A., Horn, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Towards+wafer-size+graphene+layers+by+atmospheric+pressure+graphitization+of+silicon+carbide%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Materials%22%5BJournal%5D)">Towards wafer-size graphene layers by atmospheric pressure graphitization of silicon carbide.</a> Nature Materials. 8 (3), 203-207 (2009).</li>
<li>Wang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrochemical+delamination+of+CVD-grown+graphene+film%3A+Toward+the+recyclable+use+of+copper+catalyst%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Electrochemical delamination of CVD-grown graphene film: Toward the recyclable use of copper catalyst.</a> ACS Nano. 5 (12), 9927-9933 (2011).</li>
<li>Carvalho Fernandes, D. C., Lynch, D., Berry, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D-printed+graphene%2Fpolymer+structures+for+electron-tunneling+based+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">3D-printed graphene/polymer structures for electron-tunneling based devices.</a> Scientific Reports. 10 (1), 1-8 (2020).</li>
<li>Gao, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Repeated+growth+and+bubbling+transfer+of+graphene+with+millimetre-size+single-crystal+grains+using+platinum%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Repeated growth and bubbling transfer of graphene with millimetre-size single-crystal grains using platinum.</a> Nature Communications. 3, 699(2012).</li>
<li>Singh, J., Rathi, A., Rawat, M., Gupta, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Graphene%3A+From+synthesis+to+engineering+to+biosensor+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+of+Materials+Science%22%5BJournal%5D)">Graphene: From synthesis to engineering to biosensor applications.</a> Frontiers of Materials Science. 12 (1), 1-20 (2018).</li>
<li>Randviir, E. P., Brownson, D. A. C., Banks, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+decade+of+graphene+research%3A+Production%2C+applications+and+outlook%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Today%22%5BJournal%5D)">A decade of graphene research: Production, applications and outlook.</a> Materials Today. 17 (9), 426-432 (2014).</li>
<li>Suvarnaphaet, P., Pechprasarn, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Graphene-based+materials+for+biosensors%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors+%28Switzerland%29%22%5BJournal%5D)">Graphene-based materials for biosensors: A review.</a> Sensors (Switzerland). 17 (10), 2161(2017).</li>
<li>Li, X., Cai, W., An, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large-area+synthesis+of+high-quality+and+uniform+graphene+films+on+copper+foils%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Large-area synthesis of high-quality and uniform graphene films on copper foils.</a> Science. 324 (5932), 1312-1314 (2009).</li>
<li>Yu, Q., Lian, J., Siriponglert, S., Li, H., Chen, Y. P., Pei, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Graphene+segregated+on+Ni+surfaces+and+transferred+to+insulators%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Graphene segregated on Ni surfaces and transferred to insulators.</a> Applied Physics Letters. 93 (11), 113103(2008).</li>
<li>Xu, S. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+synthesis+of+graphene+on+SiO2+substrates+by+chemical+vapor+deposition%5BTitle%5D)+AND+%22CrystEngComm%22%5BJournal%5D)">Direct synthesis of graphene on SiO2 substrates by chemical vapor deposition.</a> CrystEngComm. 15 (10), 1840-1844 (2013).</li>
<li>Zhang, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Facile+synthesis+of+graphene+on+dielectric+surfaces+using+a+two-temperature+reactor+CVD+system%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Facile synthesis of graphene on dielectric surfaces using a two-temperature reactor CVD system.</a> Nanotechnology. 24 (39), 395603(2013).</li>
<li>Zhang, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+formation+of+graphene-carbon+nanotubes+hybrid+on+SiO2+substrate+via+chemical+vapor+deposition%5BTitle%5D)+AND+%22Science+of+Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Direct formation of graphene-carbon nanotubes hybrid on SiO2 substrate via chemical vapor deposition.</a> Science of Advanced Materials. 6 (2), 399-404 (2014).</li>
<li>Sun, J., Finklea, H. O., Liu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+and+electrolytic+cleaning+of+poly%28methyl+methacrylate%29+residues+on+transferred+chemical+vapor+deposited+graphene%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Characterization and electrolytic cleaning of poly(methyl methacrylate) residues on transferred chemical vapor deposited graphene.</a> Nanotechnology. 28 (12), 125703(2017).</li>
<li>Lin, Y. C., Lu, C. C., Yeh, C. H., Jin, C., Suenaga, K., Chiu, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Graphene+annealing%3A+How+clean+can+it+be%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Graphene annealing: How clean can it be.</a> Nano Letters. 12 (1), 414-419 (2012).</li>
<li>Pirkle, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+chemical+residues+on+the+physical+and+electrical+properties+of+chemical+vapor+deposited+graphene+transferred+to+SiO2%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">The effect of chemical residues on the physical and electrical properties of chemical vapor deposited graphene transferred to SiO2.</a> Applied Physics Letters. 99 (12), 122108(2011).</li>
<li>Chen, T. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Label-free+detection+of+DNA+hybridization+using+transistors+based+on+CVD+grown+graphene%5BTitle%5D)+AND+%22Biosensors+and+Bioelectronics%22%5BJournal%5D)">Label-free detection of DNA hybridization using transistors based on CVD grown graphene.</a> Biosensors and Bioelectronics. 41 (1), 103-109 (2013).</li>
<li>Xu, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+growth+of+graphene+on+quartz+substrates+for+label-free+detection+of+adenosine+triphosphate%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Direct growth of graphene on quartz substrates for label-free detection of adenosine triphosphate.</a> Nanotechnology. 25 (16), 165702(2014).</li>
<li>Dan, Y., Lu, Y., Kybert, N. J., Luo, Z., Johnson, A. T. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intrinsic+response+of+graphene+vapor+sensors%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Intrinsic response of graphene vapor sensors.</a> Nano Letters. 9 (4), 1472-1475 (2009).</li>
<li>Zhang, A., Lieber, C. M. - <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nano-Bioelectronics%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Nano-Bioelectronics.</a> Chemical Reviews. 116 (1), 215-257 (2015).</li>
<li>Forsyth, R., Devadoss, A., Guy, O. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Graphene+Field+effect+transistors+for+biomedical+applications%3A+Current+status+and+future+prospects%5BTitle%5D)+AND+%22Diagnostics+%28Basel%29%22%5BJournal%5D)">Graphene Field effect transistors for biomedical applications: Current status and future prospects.</a> Diagnostics (Basel). 7 (3), 45(2017).</li>
<li>Dankerl, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Graphene+solution-gated+field-effect+transistor+array+for+sensing+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Functional+Materials%22%5BJournal%5D)">Graphene solution-gated field-effect transistor array for sensing applications.</a> Advanced Functional Materials. 20 (18), 3117-3124 (2010).</li>
<li>He, Q., Wu, S., Yin, Z., Zhang, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Graphene+-based+electronic+sensors%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Science%22%5BJournal%5D)">Graphene -based electronic sensors.</a> Chemical Science. 3 (6), 1764-1772 (2012).</li>
<li>Sun, J., Liu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Matrix+effect+study+and+immunoassay+detection+using+electrolyte-gated+graphene+biosensor%5BTitle%5D)+AND+%22Micromachines%22%5BJournal%5D)">Matrix effect study and immunoassay detection using electrolyte-gated graphene biosensor.</a> Micromachines. 9 (4), 142(2018).</li>
<li>Mohanty, N., Berry, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Graphene-based+single-bacterium+resolution+biodevice+and+DNA+transistor%3A+Interfacing+graphene+derivatives+with+nanoscale+and+microscale+biocomponents%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Graphene-based single-bacterium resolution biodevice and DNA transistor: Interfacing graphene derivatives with nanoscale and microscale biocomponents.</a> Nano Letters. 8 (12), 4469-4476 (2008).</li>
<li>Ohno, Y., Maehashi, K., Yamashiro, Y., Matsumoto, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrolyte-gated+graphene+field-effect+transistors+for+detecting+pH+and+protein+adsorption%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Electrolyte-gated graphene field-effect transistors for detecting pH and protein adsorption.</a> Nano Letters. 9 (9), 3318-3322 (2009).</li>
<li>Huang, Y., Dong, X., Shi, Y., Li, C. M., Li, L. J., Chen, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoelectronic+biosensors+based+on+CVD+grown+graphene%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Nanoelectronic biosensors based on CVD grown graphene.</a> Nanoscale. 2 (8), 1485-1488 (2010).</li>
<li>Jiang, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-time+electrical+detection+of+nitric+oxide+in+biological+systems+with+sub-nanomolar+sensitivity%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Real-time electrical detection of nitric oxide in biological systems with sub-nanomolar sensitivity.</a> Nature Communications. 4 (1), 1-7 (2013).</li>
<li>Bai, Y., Xu, T., Zhang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Graphene-based+biosensors+for+detection+of+biomarkers%5BTitle%5D)+AND+%22Micromachines%22%5BJournal%5D)">Graphene-based biosensors for detection of biomarkers.</a> Micromachines. 11 (1), 60(2020).</li>
<li>Madou, M. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMadou%2C+MJ+%22Fundamentals+of+Microfabrication+The+Science+of+Miniaturization.+2nd+ed%22">Fundamentals of Microfabrication The Science of Miniaturization. 2nd ed</a>. , CRC Press. (2002).</li>
<li>Xia, Y., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Soft+lithography%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Material+Sciences%22%5BJournal%5D)">Soft lithography.</a> Annual Review of Material Sciences. 28 (1), 153-184 (2003).</li>
<li>Wang, Y. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Raman+studies+of+monolayer+graphene%3A+The+substrate+effect%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physical+Chemistry+C%22%5BJournal%5D)">Raman studies of monolayer graphene: The substrate effect.</a> Journal of Physical Chemistry C. 112 (29), 10637-10640 (2008).</li>
<li>Betancur, V., Sun, J., Wu, N., Liu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Integrated+lateral+flow+device+for+flow+control+with+blood+separation+and+biosensing%5BTitle%5D)+AND+%22Micromachines%22%5BJournal%5D)">Integrated lateral flow device for flow control with blood separation and biosensing.</a> Micromachines. 8 (12), 367(2017).</li>
<li>Butt, A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aButt%2C+A+%22Physics+and+Chemistry+of+Interfaces.+3rd+ed%22">Physics and Chemistry of Interfaces. 3rd ed</a>. , WILEY-VCH. (2003).</li>
<li>Sitko, R., Zawisza, B., Malicka, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Graphene+as+a+new+sorbent+in+analytical+chemistry%5BTitle%5D)+AND+%22TrAC+Trends+in+Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Graphene as a new sorbent in analytical chemistry.</a> TrAC Trends in Analytical Chemistry. 51, 33-43 (2013).</li>
<li>Bai, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Graphene+for+energy+storage+and+conversion%3A+Synthesis+and+Interdisciplinary+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Electrochemical+Energy+Reviews%22%5BJournal%5D)">Graphene for energy storage and conversion: Synthesis and Interdisciplinary applications.</a> Electrochemical Energy Reviews. 3 (2), 395-430 (2019).</li>
<li>Boretti, A., Al-Zubaidy, S., Vaclavikova, M., Al-Abri, M., Castelletto, S., Mikhalovsky, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Outlook+for+graphene-based+desalination+membranes%5BTitle%5D)+AND+%22npj+Clean+Water%22%5BJournal%5D)">Outlook for graphene-based desalination membranes.</a> npj Clean Water. 1 (1), 1-11 (2018).</li>
<li>Pumera, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Graphene+in+biosensing%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Today%22%5BJournal%5D)">Graphene in biosensing.</a> Materials Today. 14 (7-8), 308-315 (2011).</li>
<li>Sun, J., Liu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unique+constant+phase+element+behavior+of+the+electrolyte-graphene+interface%5BTitle%5D)+AND+%22Nanomaterials%22%5BJournal%5D)">Unique constant phase element behavior of the electrolyte-graphene interface.</a> Nanomaterials. 9 (7), 923(2019).</li>
<li>Sun, J., Camilli, L., Caridad, J. M., Santos, J. E., Liu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spontaneous+adsorption+of+ions+on+graphene+at+the+electrolyte-graphene+interface%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Spontaneous adsorption of ions on graphene at the electrolyte-graphene interface.</a> Applied Physics Letters. 117 (20), 203102(2020).</li>
</ol>

Autorzy nie mają sprzecznych interesów ani sprzecznych interesów do ujawnienia.

Zakupiony grafen CVD na folii miedzianej musi zostać przycięty do odpowiedniego rozmiaru dla następujących etapów produkcji. Cięcie folii może powodować marszczenie się, czemu należy zapobiegać. Parametry podane na etapie produkcji można odnieść do wytrawiania plazmowego grafenu, a liczby te mogą się zmieniać w przypadku korzystania z różnych urządzeń. Wytrawiona próbka musi być ściśle monitorowana i kontrolowana, aby zapewnić pełne wytrawianie grafenu. Do czyszczenia podłoży można zastosować wiele metod czyszczenia wstę...

Grafen i jego pochodne zostały zbadane i wykorzystane do wielu zastosowań, w tym w elektronice1,2, sensing3,4,5, magazynowanie energii6,7, oraz fotokataliza1,6, 8. Synteza i wytwarzanie grafenu o wysokiej jakości, dobrej jednorodności i niskiej liczbie wad ma kluczowe znaczenie dla wysokowydajnych i bardzo czułych urządzeń. Od czasu opracowania chemicznego osadzania z fazy gazowej (CVD) w 2009 roku, okazał się kolosalnie obiecujący i ugruntował swoje miejsce jako niezbędny członek rodziny grafenów9,10,11,12,13. Jest uprawiany na metalowym podłożu, a później, do zastosowań praktycznych, przenoszony na podłoża izolacyjne14. Ostatnio do transferu grafenu CVD zastosowano kilka metod przenoszenia. Metoda wspomagana poli(metakrylanem metylu) (PMMA) jest najczęściej stosowana spośród różnych technik. Metoda ta szczególnie dobrze nadaje się do zastosowań przemysłowych ze względu na jej możliwości na dużą skalę, niższy koszt i wysoką jakość przenoszonego grafenu14,15. Krytycznym aspektem tej metody jest pozbycie się pozostałości PMMA do zastosowań grafenu CVD, ponieważ pozostałości te mogą powodować pogorszenie właściwości elektronicznych grafenu14,15,16, powodować wpływ na czułość i wydajność biosensorów17,18 i tworzyć znaczące różnice między urządzeniami19.
Biosensory oparte na nanomateriałach zostały gruntownie zbadane w ciągu ostatnich dziesięcioleci, w tym nanodruty krzemowe (SiNW), nanorurki węglowe (CNT) i grafen20. Ze względu na swoją jednoatomową strukturę warstwową i charakterystyczne właściwości, grafen wykazuje doskonałe właściwości elektroniczne, dobrą biokompatybilność i łatwą funkcjonalizację, co czyni go atrakcyjnym materiałem do opracowywania biosensorów14,21,22,23. Ze względu na cechy tranzystorów polowych (FET), takie jak wysoka czułość, standardowa konfiguracja i opłacalna produkcja masowa21,24, FET jest bardziej preferowany w implementacjach przenośnych i przyłóżkowych niż inne urządzenia biosensoryczne oparte na elektronice. Biosensory grafenowego tranzystora polowego z bramką elektrolitową (EGGFET) są przykładami podanych tranzystorów FET21,24. EGGFET może wykrywać różne anality celujące, takie jak kwasy nukleinowe25, proteins24,26, metabolites27 i inne biologicznie istotne anality28. Wspomniana tutaj technika zapewnia implementację grafenu CVD w bezznacznikowym urządzeniu nanoelektronicznym z biodetekcją, które oferuje wyższą czułość i dokładne wykrywanie czasu w porównaniu z innymi urządzeniami biosensorycznymi29.
W tej pracy przedstawiono ogólny proces rozwoju biosensora EGGFET i jego funkcjonalizacji do wykrywania biomarkerów, w tym transfer grafenu CVD na podłoże izolacyjne, Ramana i charakterystykę AFM przenoszonego grafenu. Ponadto omówiono tutaj wytwarzanie EGGFET i integrację z dołkiem dostarczania próbki polidimetylosiloksanu (PDMS), funkcjonalizację bioreceptorów i skuteczne wykrywanie ludzkiej immunoglobuliny G (IgG) w surowicy za pomocą eksperymentów z kolcem i odzyskiwaniem.

<table><tbody><tr><td>Kwas 1-pireneutyrynowy N-hydroksysukcynimid ester</td><td>Sigma Aldrich</td><td>457078-1G</td><td>funkcjonalizacja</td></tr><tr><td>Azyl MFP-3D Mikroskop sił atomowych</td><td>Oxford Instruments</td><td></td> charakterystyka <td>grafenu</td></tr><tr><td>AZ 300 MIF</td><td>MicroChemicals</td><td>AZ 300 MIF</td><td>fotorezystu wywoływacz</td></tr><tr><td>AZ 300 MIF</td><td>MicroChemicals</td><td>AZ 300 MIF</td><td>fotorezystor</td></tr><tr><td>Surowica bydlęca Albumina</td><td>Sigma Aldrich</td><td>810014</td><td>blokująca</td></tr><tr><td>Branson 1210 Sonicator</td><td>SONITEK</td><td></td><td>czyszczenie próbki</td></tr><tr><td>Trawiony miedzi</td><td>Sigma Aldrich</td><td>667528-500ML</td><td>usuwanie filmu miedzianego w celu uwolnienia grafenu</td></tr><tr><td>Dimetylosulfotlenek (DMSO)</td><td>VWR</td><td>97063-136</td><td>funkcjonalizacja</td></tr><tr><td>Jednorazowe stemple do biopsji, Integra Miltex</td><td>VWR</td><td>21909-144</td><td>utwórz studnię w PDMS</td></tr><tr><td>Złoty wytrawiacz</td><td>Złoto Wytrawiacz, TFA, Transen</td><td>658148</td><td>zaczarować</td></tr><tr><td>Graphene</td><td>Graphene supermarket</td><td>2 "x 2" arkusz</td><td>biosens element urządzenia</td></tr><tr><td>IgG aptamer</td><td>Para zasad Biotechnologies</td><td>dostosowany</td><td>bioreceptor</td></tr><tr><td>Keithley 4200A-SCS Analizator parametrów</td><td>Pomiar Tektronix</td><td></td><td>i detekcja</td></tr><tr><td>KMG CR-6</td><td>KMG chemikalia</td><td>64216</td><td>Wytrawiacz chromu</td></tr><tr><td>Kurt J. Lesker Parownik wiązki elektronowej</td><td>Kurt J. Lesker</td><td></td><td>osadzanie metalu</td></tr><tr><td>Laurell Technologies 400 Spinners</td><td>Laurell Technologies</td><td>WS-400BZ-6NPP/LITE</td><td>powłoka cienkowarstwowa</td></tr><tr><td>March PX-250 Plasma Asher</td> March <td>Czyszczenie próbek</td><td>Instrumenty</td><td></td></tr><tr><td>Wytrawiacz niklowy</td><td>Wytrawiacz niklu, TFB, transen</td><td>600016000</td><td>wytrawiacz</td></tr><tr><td>OAI Ekspozycja na powódź</td><td>Fotolitografia</td><td>OAI</td><td></td></tr><tr><td>Sól fizjologiczna buforowana fosforanami (PBS)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>806552-500ML</td><td>Bufor</td></tr><tr><td>PMMA 495K A4</td><td>MicroChemicals</td><td>PMMA 495K A4</td><td>Photoresist do wspomagania przenoszenia grafenu</td></tr><tr><td>Polidimethylsiloxane (PDMS)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>Studnia</td><td>do dostarczania próbek</td>Sylgard 184</tr><tr><td>Mikroskop Ramana Renishaw</td><td></td><td></td> InVia <td>Charakterystyka grafenu Charakterystyka grafenu</td></tr><tr><td>Wodorotlenek sodu (NaOH)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>221465-25G</td><td>Funkcjonalność</td></tr><tr><td>Suss Microtech MA6 Mask Aligner</td><td>Fotolitografia</td><td>Suss MicroTec</td><td></td></tr><tr><td>Thermo Scientific Płyta grzejna Cimarec</td><td>Thermo Scientific</td><td>SP131635</td><td>próbka i urządzenie do pieczenia</td></tr></tbody></table>

opracowanie i funkcjonalizacja grafenowego tranzystora polowego bramkowanego elektrolitem do detekcji biomarkerów

Development and Functionalization of Electrolyte-Gated Graphene Field-Effect Transistor for Biomarker Detection

W obecnym badaniu, grafen i jego pochodne były badane i wykorzystywane do wielu zastosowań, w tym w elektronice, wykrywaniu, magazynowaniu energii i fotokatalizie. Synteza i wytwarzanie grafenu o wysokiej jakości, dobrej jednorodności i niskiej liczbie wad ma kluczowe znaczenie dla wysokowydajnych i bardzo czułych urządzeń. Wśród wielu metod syntezy, chemiczne osadzanie z fazy gazowej (CVD), uważane za wiodące podejście do produkcji grafenu, może kontrolować liczbę warstw grafenu i uzyskiwać grafen wysokiej jakości. Grafen CVD musi zostać przeniesiony z podłoży metalowych, na podłoża izolacyjne do praktycznych zastosowań. Jednak separacja i przenoszenie grafenu na nowe podłoża stanowi wyzwanie dla uzyskania jednolitej warstwy bez uszkadzania lub wpływania na struktury i właściwości grafenu. Ponadto wykazano, że grafenowy tranzystor polowy bramkowany elektrolitem (EGGFET) ma szerokie zastosowanie w różnych detekcjach biomolekularnych ze względu na wysoką czułość i standardową konfigurację urządzenia. W artykule przedstawiono podejście do transferu grafenu wspomagane poli(metakrylanem metylu) (PMMA), wytwarzanie grafenowego tranzystora polowego (GFET) oraz wykrywanie biomarkerów immunoglobuliny G (IgG). Do scharakteryzowania przenoszonego grafenu zastosowano spektroskopię Ramana i mikroskopię sił atomowych. Wykazano, że metoda ta jest praktycznym podejściem do przenoszenia czystego i wolnego od pozostałości grafenu przy jednoczesnym zachowaniu leżącej pod spodem siatki grafenowej na podłoże izolacyjne do zastosowań elektronicznych lub biosensorycznych.

Reprezentatywne wyniki przedstawiają przeniesiony grafen CVD scharakteryzowany odpowiednio za pomocą spektroskopii Raman i AFM. Pik G oraz piki 2D na obrazie Raman dostarczają kompleksowych informacji dotyczących obecności i jakości przeniesionej monowarstwy grafenu32 (Rysunek 1). Do wykonania urządzenia GFET zastosowano standardowe procesy litograficzne30,31, jak pokazano na Rynku 2</stro...

Obecny protokół demonstruje rozwój biosensora grafenowego tranzystora polowego (EGGFET) bramkowanego elektrolitem i jego zastosowanie w wykrywaniu biomarkerów immunoglobuliny G (IgG).

Opracowanie i funkcjonalizacja grafenowego tranzystora polowego bramkowanego elektrolitem do detekcji biomarkerów

In the current study, graphene and its derivatives have been investigated and used for many applications, including electronics, sensing, energy storage, ...

Metoda skutecznie usuwa pozostałości PMMA, zachowując jednocześnie leżącą pod spodem siatkę grafenową. Funkcjonalne urządzenie wykazuje spójne wyniki w wykrywaniu przeciwciał IgG w surowicy krwi. Protokół zapewnia również implementację grafenu CVD w czasie rzeczywistym, bezznacznikowym urządzeniu biosensorycznym.Kroki są dość proste i można je wykonać przy minimalnym treningu. Urządzenie oferuje wysoką selektywność, wysoką czułość i wykrywanie w czasie rzeczywistym w porównaniu z innymi urządzeniami biodetencyjnymi Zacznij od przecięcia arkusza grafenu na podłożu miedzianym na pół za pomocą skalpela. Zastosuj taśmę żaroodporną, aby przymocować cztery rogi kwadratu grafenowego na uszczelce obrotowej.Kwadratowy arkusz grafenu należy pokryć cienką warstwą od 100 do 200 nanometrów PMMA 495K A4, obracając się z prędkością 500 obrotów na minutę przez 10 sekund, a następnie 2 000 obrotów na minutę przez 50 sekund. Następnie piecz próbkę w temperaturze 150 stopni Celsjusza przez pięć minut. Usuń tylną stronę grafenu za pomocą plazmy tlenowej o mocy 30 watów, używając przepływu o szybkości 15 standardowych centymetrów sześciennych na minutę przez pięć minut.Wytnij kwadrat grafenowy poddany obróbce plazmowej na wymiar jednego centymetra szerokości i dwóch centymetrów wysokości w celu wytworzenia urządzenia. Pokrój wstępnie oczyszczone podłoże krzemionkowe na małe kawałki o przybliżonej szerokości czterech centymetrów i wysokości dwóch centymetrów. Wytrawić miedź za pomocą wytrawiacza grafenowego chlorku żelaza bez rozcieńczania.Unieś próbkę miedzianą stroną do dołu i stroną PMMA do góry na płynnym wytrawiaczu. Po wytrawieniu miedzią powoli podnieś folię grafenową za pomocą podłoża poddanego obróbce plazmowej. Suszyć przeniesioną folię grafenową na powietrzu przez dwie godziny, a następnie piec na gorącej płycie.Aby usunąć PMMA, zacznij od podgrzania próbki parą acetonu w temperaturze 70 stopni Celsjusza, trzymając próbkę około dwóch centymetrów nad parą acetonu przez cztery minuty stroną z PMMA skierowaną w dół. Następnie zanurzyć próbkę w acetonie na pięć minut. Ostrożnie umyć próbkę wodą dejonizowaną.Na koniec delikatnie wysusz próbkę azotem. Umyj podłoże przeniesionym grafenem za pomocą acetonu, alkoholu izopropylowego i wody dejonizowanej. Następnie piecz podłoże na gorącej płycie w temperaturze 75 stopni Celsjusza przez 30 minut.Za pomocą parownika wiązki elektronów osadź nikiel i złoto o grubości odpowiednio 5 i 45 nanometrów na próbce grafenu. Zastosuj pierwszy proces fotolitografii przy użyciu maski A do wzoru elektrod. Wirować dodatni fotorezystor AZ 5214E na próbce z prędkością 2 000 obrotów na minutę przez 45 sekund i utwardzać próbkę w temperaturze 120 stopni Celsjusza przez jedną minutę.Umieścić próbkę w systemie ekspozycji na promieniowanie ultrafioletowe i naświetlać ją przez około 10 sekund w temperaturze poniżej 200 milidżuli na centymetr kwadratowy. Wywołaj próbkę za pomocą wywoływacza fotorezystu AZ 300 MIF przez około dwie minuty, a następnie spłucz wodą dejonizowaną. Zanurz próbkę w złotym wytrawiaczu, aby wytrawić warstwę złota na 10 sekund, spłucz wodą dejonizowaną i usuń pozostałą warstwę fotorezystu, zanurzając ją w acetonie na 10 minut.Używając acetonu, alkoholu izopropylowego i wody dejonizowanej, umyj próbkę, a następnie piecz na płycie grzejnej w temperaturze 75 stopni Celsjusza przez 30 minut. Następnie zastosuj drugi proces fotolitografii za pomocą maski B, aby nadać wzór kanałom grafenowym. Zanurz próbkę w wytrawiaczu niklowym w temperaturze 60 stopni Celsjusza, aby wytrawić warstwę niklu przez 10 sekund.Spłucz wodą dejonizowaną i wysusz suszarką przy użyciu azotu. Umieść próbkę w asherze plazmowym i usuń odsłonięty grafen za pomocą plazmy tlenowej. Później usuń warstwę fotorezystu, zanurzając ją w acetonie na 10 minut.Umyj próbkę acetonem, IPA i wodą dejonizowaną i piecz na gorącej płycie w temperaturze 75 stopni Celsjusza przez 30 minut. Zastosuj trzeci proces fotolitografii przy użyciu maski C, aby nadać wzór warstwie fotorezystu pasywacji w celu ochrony leżącego pod spodem grafenu. Użyj tych samych parametrów procesu, jak wspomniano wcześniej, w tym wirowania z dodatnim fotorezystem, utwardzania próbki i wywoływania za pomocą wywoływacza fotorezystu.Następnie zanurz próbkę w wytrawiaczu niklowym w temperaturze 60 stopni Celsjusza na 10 sekund, aby usunąć pozostałą warstwę niklu, a następnie spłucz wodą dejonizowaną i wysusz suszarką przy użyciu azotu. Na koniec piecz próbkę na gorącej płycie w temperaturze 120 stopni Celsjusza przez 30 minut. Reprezentatywne wyniki pokazują przeniesiony grafen CVD charakteryzujący się mikroskopią Ramana i siłami atomowymi.Pijak G i dwuwymiarowe piki obrazu Ramana dostarczają wyczerpujących informacji na temat istnienia i jakości przenoszonego grafenu jednowarstwowego. Rysunek przedstawia bioczujnik EEG FET zintegrowany ze standardową elektrodą referencyjną z chlorku srebra i studzienką polidimetylosiloksanową do przechowywania próbki. Co więcej, powiększony widok kanału grafenowego pokazuje połączenie elektrody źródłowej z ziemią, drenu i elektrod bramki ze źródłem.PBASE, szeroko stosowany odczynnik funkcjonalizujący grafen, może być absorbowany na powierzchni grafenu poprzez interakcję pi-pi bez uszkadzania właściwości elektrycznych grafenu. Aptamer IgG modyfikowany 5-pierwszymi aminami jest sprzężony z PBASE przez wiązania amidowe między reaktywnym i hydroksy-6 estrem cynamonowym w PBASE a grupą aminową na 5-pierwszym końcu aptameru IgG. Inkubację albuminy surowicy bydlęcej zastosowano w celu zablokowania pozostałych niesprzężonych miejsc po przepłukaniu urządzenia PBS o pojedynczej mocy Rysunek przedstawia wykrywanie IgG w różnych warunkach elektrolitowych.Jakość grafenu jest kluczem do najlepszej wydajności tego urządzenia. Dlatego podczas wytrawiania plazmowego należy upewnić się, że plazma nie uszkadza użytecznych obszarów grafenu. Ponadto pozostałości PMMA muszą zostać całkowicie oczyszczone, aby uzyskać czystą powierzchnię grafenu.Funkcjonalne urządzenie wykazuje spójne wyniki w wykrywaniu ludzkich przeciwciał IgG, dzięki czemu procedura może być wykorzystana jako odniesienie do budowy urządzeń z innymi nanomateriałami do badania interakcji międzyfazowych i biodetekcji.

development-functionalization-electrolyte-gated-graphene-field-effect

Research

JoVE Journal

Engineering

Inżynieria

Niniejszy artykuł opisuje podejście w zakresie biofabrykacji: osadzanie polisacharydów reagujących na bodźce w obecności spolaryzowanych elektrod w celu stworzenia biokompatybilnych filmów, które mogą zostać funkcjonalizowane komórkami lub białkami. Przedstawiamy laboratoryjną strategię wytwarzania tych filmów, a także ich podstawowe zastosowania w tworzeniu interaktywnych, biofunkcjonalizowanych powierzchni dla aplikacji typu lab-on-a-chip.

Łączenie interfejsu bioelektronicznego za pomocą biofabrykacji

W tym filmie opisujemy technologię biodetekcji z efektem polowym (FEB) do wykrywania i ilościowego określania interakcji białko-białko. Białka docelowe unieruchomione na biosensorze grafenu oddziałują z białkami analitu w roztworze, powodując zmiany prądu elektrycznego w systemie FEB. Ta zmiana w odpowiedzi elektrycznej wskazuje na powinowactwo wiązania między białkami.

Biodetekcja polowa oparta na biosensorach grafenowych do wykrywania interakcji białko-białko

Opisujemy protokół produkcji i pomiaru urządzeń dla biosensorów wysokiej częstotliwości opartych na nanorurkach węglowych. Technika wykrywania wysokiej częstotliwości łagodzi podstawowy efekt ekranowania jonowego (Debye) i umożliwia pracę biosensora z nanorurkami w roztworach o wysokiej sile jonowej, w których zawodzą konwencjonalne bioczujniki elektroniczne. Nasza technologia stanowi unikalną platformę dla elektronicznych bioczujników przyłóżkowych (POC) działających w warunkach fizjologicznie...

Wytwarzanie nanoelektronicznego biosensora wysokiej częstotliwości z nanorurek węglowych do wykrywania w roztworach o wysokiej sile jonowej

Organiczny tranzystor elektrochemiczny jest zintegrowany z żywymi komórkami i służy do monitorowania przepływu jonów przez barierę nabłonkową przewodu pokarmowego. W tym badaniu mierzony jest wzrost strumienia jonów, związany z rozerwaniem połączeń ścisłych, wywołany obecnością chelatora wapnia EGTA (glikol etylenowy-bis(beta-aminoetylowy eter)-N,N,N',N'-tetraoctowy kwas).

Wykrywanie przerwania tkanki barierowej za pomocą organicznego tranzystora elektrochemicznego

Mikrourządzenie o wysokim potencjale przepustowości jest używane do demonstracji trójwymiarowej (3D) dielektroforezy (DEP) z wykorzystaniem nowych materiałów. Papier z nanopłytek grafenu i taśma dwustronna były na przemian układane w stosy; Wykonano mikrostudnię o średnicy 700 μm w kierunku poprzecznym do warstw. W mikrostudzience wykazano zachowanie DEP kulek polistyrenowych.

Opracowanie urządzenia dielektroforetycznego do elektrod grafenowych 3D

Opisujemy kluczowe etapy biodetekcji za pomocą tranzystorów polowych z polikrzemu nanoprzewodowego, w tym przygotowanie urządzenia oraz immobilizację i potwierdzenie sondy molekularnej DNA na powierzchni nanodrutu, a także warunki do wykrywania DNA.

Przygotowanie tranzystora polowego z nanodrutu krzemowego do zastosowań chemicznych i biosensorycznych

Platforma mikroprzepływowego biosensoru została zaprojektowana i wykonana przy użyciu taniej technologii fotorezystu z suchą folią do szybkiej i czułej kwantyfikacji różnych analitów. Ten jednorazowy system pozwala na elektrochemiczny odczyt testów enzymatycznych immobilizowanych na chipie za pomocą techniki stop-flow.

Elektrochemiczna platforma biosensorów mikroprzepływowych oparta na suchym filmie fotorezystu: produkcja urządzenia, przygotowanie testu na chipie i obsługa systemu

Tutaj prezentujemy protokół wytwarzania urządzenia opartego na tranzystorze polowym z modulacją ładunku organicznego (OCMFET) do łączenia komórkowego in vitro. Urządzenie, zwane macierzą micro OCMFET, jest elastycznym, tanim i niereferencyjnym urządzeniem, które umożliwi monitorowanie aktywności elektrycznej i metabolicznej elektroaktywnych kultur komórkowych.

In vitro Wieloparametryczna analiza komórkowa za pomocą mikroorganicznych matryc tranzystorów polowych z modulacją ładunku

Biosensing (FEB) to bezznacznikowa technika wykrywania interakcji biomolekularnych. Mierzy prąd elektryczny przepływający przez bioczujnik grafenowy, do którego unieruchomione są cele wiążące. Do oceny interakcji biomolekularnych między Hsp90 i Cdc37 wykorzystano technologię FEB i wykryto silną interakcję między tymi dwoma białkami.

Badanie interakcji biomolekularnych między molekularnym chaperonem Hsp90 a jego klientem, kinazą białkową Cdc37, przy użyciu technologii biodetekcji z efektem polowym

Protokół ten opisuje wytwarzanie jednoczęściowego tranzystora polowego (ISFET) na bazie tlenku indu i cyny (ITO), który może być skonstruowany jako czujnik FET bramkowany roztworem (np. czujnik pH) przy użyciu krótkiego i prostego procesu (około pół dnia). Ten jednoczęściowy tranzystor ITO-ISFET może być również stosowany do biodetekcji.

Wytwarzanie jednoczęściowego tranzystora na bazie tlenku indu i cyny z bramką rozpuszczającą, umożliwiającego czułą biodetekcję

Poznaj metodę wytwarzania biosensora EGGFET do detekcji przeciwciał IgG w surowicy krwi. Protokół wykorzystuje grafen CVD, zapewniając wysoką czułość i selektywność w czasie rzeczywistym.

Opracowanie i funkcjonalizacja grafenowego tranzystora polowego bramkowanego elektrolitem do detekcji biomarkerów

Przeglądaj więcej filmów