Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Изготовление углеродных нанотрубок Высокочастотный Наноэлектронные биосенсоров для обнаружения в высокой ионной силой

17.8K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/50438

⸱

22 июля 2013 г.

 , 
1Department of Electrical Engineering and Computer Science, University of Michigan - Ann Arbor

В этой статье

Краткое содержание

Мы описываем изготовление устройств и протокол измерений углеродных нанотрубок на основе биосенсоров высокой частоты. Высокая частота обнаружения, смягчает фундаментальных ионные (Дебая) эффект экранирования и позволяет нанотрубки биосенсоров для работы в высокой ионной силой, когда обычные электронные биосенсоров неудачу. Наша технология обеспечивает уникальную платформу для точка-санитарной помощи (СПЭ) электронных биосенсоров работающих в физиологически значимых условий.

Аннотация

Уникальные электронные свойства и высокое отношение поверхности к объему соотношениях одностенных углеродных нанотрубок (ОНТ) и полупроводниковых нанопроводов (NW) 1-4 делает их хорошими кандидатами на высокой чувствительности биосенсоров. Когда заряженная молекула связывается с такой поверхности датчика, он изменяет плотность носителей 5 в датчике, в результате изменений в постоянного тока проводимости. Однако в ионном растворе заряженной поверхности привлекает противоионов из раствора, формируя двойным электрическим слоем (ДЭС). Это EDL эффективно экранирует заряд, а в физиологически соответствующие условия ~ 100 миллимолярных (мм), характерная длина экранирования заряда (длина Дебая) меньше нанометра (нм). Таким образом, в высокой ионной силой, зарядом на основе (DC) обнаружение принципиально препятствует 6-8.

Мы преодолеваем эффект экранирования заряда путем обнаружения молекулярных диполей, а не обвинения на высокой частоте, от операционной углерода nanotВБО полевых транзисторов как миксеры повышенной частотой 9-11. На высоких частотах, сила переменного тока больше не может преодолеть сопротивление и решение ионов в растворе не имеют достаточно времени, чтобы сформировать EDL. Кроме того, смешение частот техника позволяет работать на частотах достаточно высокой, чтобы преодолеть ионной скрининга, и все же обнаружить зондирования сигналов на более низких частотах 11-12. Кроме того, высокая крутизна ОСНТ транзисторов обеспечивает внутренний коэффициент усиления сигнала обнаружения, который устраняет необходимость внешнего усилителя сигнала.

Здесь мы описываем протокол (а) изготовить ОНТ транзисторов, (б) функционализировать биомолекул к нанотрубке 13, (с) разрабатывать и печать поли-диметилсилоксана (PDMS) микро-жидкостный камере 14 на устройство, и (г) унести высокую частоту зондирования в различных ионной силой 11.

Введение

Когда заряженная молекула связывается с датчиком ОНТ или NW электронной, он может либо пожертвовать / принимать электроны или выступать в качестве местного электростатического ворот. В любом случае, связанной молекулы могут изменять плотность заряда в ОСНТ или NW канал, что приводит к изменению измеренного постоянного тока проводимости датчика. Большое разнообразие молекул 15-20 были успешно обнаружен при изучении DC характеристик наносенсоры во время таких событий связывания. Хотя заряд обнаружения, основанные чувствительный механизм имеет много преимуществ, включая без наклеек обнаружения 21, фемто-молярной чувствительности 22, и электронные зачитал возможностями 15, она эффективна только в низкой ионной силы. В высокой ионной силой, DC обнаружение затруднено ионных скрининга 6-8. Заряженной поверхности привлекает Counter-ионы из раствора, который образуется двойной электрический слой (EDL) вблизи поверхности. EDL эффективно экранирует эти обвинения. Как Тон ионной силы раствора увеличивается, EDL становится более узким и скрининга увеличивается. Этот эффект экранирования характеризуется дебаевское экранирование длиной λ D,

figure-introduction-1
, Где ε-диэлектрическая проницаемость среды, K B является постоянная Больцмана, Т-температура, Q-заряд электрона, с-ионной силы раствора электролита. Для типичного 100 мМ буферном растворе, λ D составляет около 1 нм и поверхностный потенциал будет полностью показан на расстояние в несколько нм. В результате, большая часть датчиков наноэлектроники на основе ОСНТ или ННК работать как в сухом состоянии 20 или в условиях низкой ионной силой 5,15,17,21-22 (C ~ 1 нм- 10 мМ), в противном случае образец должен пройти обессоливания шаги 15,23. Точка-санитарной помощи диагностического устройства должны работать в физиологически значимых ионной силы у больного сайте с ограниченными возможностями обработки образца. Таким образом, смягчение эффекта ионной скрининга имеет решающее значение для разработки и реализации ВОУ биосенсоров наноэлектроники.

Мы снижаем ионной эффект экранирования операционной ОНТ датчиков на основе наноэлектронных в диапазоне частот мегагерц. Протокола предусматривают здесь подробности изготовления транзистора на основе нанотрубок наноэлектронных зондирования платформе и высоких частот для измерения смешивания биомолекулярными обнаружения. Однослойные углеродные нанотрубки выращивают осаждением из газовой фазы на подложках с узором Fe катализаторов 24. Для нашего ОСНТ транзисторы, мы включаем подвесной верхний затвор 25 размещены 500 нм выше нанотрубки, который помогает увеличить высокую чувствительность датчика частоты, а также позволяет компактной мкро-жидкостной камеры для герметизации устройства. ОСНТ транзисторы работают как миксеры повышенной частотой 9-11 для того, чтобы преодолеть фонового ионного эффекта экранирования. На высоких частотах подвижных ионов в растворе не имеют достаточно времени, чтобы сформировать EDL и колебания диполей биомолекулярными может еще ворота ОНТ генерировать смешивания ток, который является нашим зондирования сигнала. Смешение частот возникает вследствие нелинейной ВАХ нанотрубки Фета. Наш метод обнаружения отличается от обычных методов заряда на основе выявления и импедансной спектроскопии 26-27. Во-первых, мы обнаруживаем биомолекулярными диполей на высокой частоте, а не связанных зарядов. Во-вторых, высокой крутизной ОСНТ транзистор обеспечивает внутренний коэффициент усиления для сигнала обнаружения. Это устраняет необходимость во внешнем усилении, как и в случае высокой частоты измерения импеданса. В последнее время другие группы также рассматривались Биомолекулярных Обнаружение в высоких баckground концентрации 23,28. Однако эти методы являются более сложным и требует изготовления сложных или осторожным химической рецепторных молекул. Наш датчик высокой частоты ОНТ включает более простую конструкцию и использует собственную частоту перемешивания нанотрубки транзисторов. Мы в состоянии смягчить ионных эффект экранирования, что свидетельствует о перспективности новой платформе биодатчиков в режиме реального времени точка-санитарной помощи обнаружения, биосенсоры, где функционируют непосредственно в физиологически соответствующего условия желательны.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

1. Catalyst Patterning для роста нанотрубок

  1. Начните с кремниевой пластины с низким давлением химического осаждения из паровой фазы (CVD), выращенных 500 нм Si 3 N 4/500 нм SiO 2 фильма на вершине.
  2. Спин пальто слой фоторезиста (PR) при 500 оборотах в минуту в течение 5 секунд, а затем 4000 оборотов в минуту в течение 40 сек.
  3. Выпекать пластины при 115 ° С в течение 90 сек.
  4. Используйте фотошаблонов с прямоугольными ямами для катализаторов (рис. 1) и разоблачить пластины в УФ (365 нм) излучения 300 мДж / см 2 в течение 0,3 сек. После экспонирования пластин испечь при температуре 115 ° С в течение 90 сек.

Совет: Дизайн ям разных размеров, например, 5 х 5 микрон микрон, 10 микрон х 5 микрон и т.д. для учета изменчивости ОНТ химического осаждения из паровой фазы (CVD) процесса роста.

  1. Разработка вафельные в разработчика в течение 70 сек осторожно встряхивая пластины через этот процесс.
  2. Промыть пластины с DI водоснаR в течение 2 мин, а затем просушите азота (N 2) пистолет.
  3. Загрузите разработаны пластины в электронно-лучевого испарителя камеры и депозитных 0,5 нм железа (Fe) при давлении в камере 10 -6 Торр.
  4. Нарезать пластины на более мелкие умирает 1,5 см х 1,5 см.
  5. Снимите фоторезиста путем погружения в теплую ацетона и изопропанола (IPA) в течение 10 минут каждый. Это оставляет Fe катализатора в прямоугольной ямы для роста нанотрубок.

2. CVD роста углеродных нанотрубок

  1. Поместите катализатор покрытием умирает в кварцевую трубку из печи ростом сердечно-сосудистых заболеваний.

Совет: Определить сладкое место для роста нанотрубок. Рост однородна по площади 2inch х 2 дюйма вниз по течению для нашей печи (рис. 2в).

  1. Отжиг подложки на воздухе при 880 ° С в течение одного часа, чтобы удалить остаток фоторезист (фиг. 2а). Дать остыть.
  2. Очистки камеры с Arугольник течение 5 мин при 3 ОДС (стандарт литр в минуту).
  3. Повышение давления в печи до 800 ° С в центре трубки, сохраняя при скорости потока 1 ОДС аргона (рис. 2б).
  4. Поток 0,2 ОДС водорода в течение 5 мин, чтобы уменьшить частиц катализатора, т.е. преобразование оксида железа до железа.
  5. Введение 5,5 стандартных см (стандартный кубический сантиметр в минуту) этилена (C 2 H 4) в течение 35 минут расти ОСНТ. Поддержание H 2 потока 0,2 ОДС на протяжении всего процесса. Длина ОСНТ, полученные из этого рецепта> 20 микрон (мкм).
  6. Разрешить печи остыть до комнатной температуры с небольшим потоком аргона.

3. Изготовление ОНТ FET транзистор

  1. Дизайн фотошаблон (рис. 1) для определения исток-сток электродов для вольт-амперные (IV) характеристику углеродных нанотрубок.

Совет: Расширение электродов контактных площадок далеко APART на кристалле, так что они остаются доступными даже после подавления микро-жидкостный печать на активной области нанотрубки.

  1. Выполните шаги 1,2 -1,6 определить области для осаждения металлов для контактов.
  2. Депозит Ti / Au 0,5 нм для нм/50 исток-сток контактов в электронно-лучевого испарителя камере при 10 -6 Торр.
  3. Оставьте умирают в ацетоне на ночь для металла старта. После старта, окуните умирают в МПА в течение 10 мин, а затем сушить использованием N 2 пистолета.
  4. Сделать одеяло осаждения 500 нм электронного пучка выпаривали SiO 2 для диэлектрика затвора на 10 -6 Торр.
  5. Дизайн фотошаблон (рис. 1) для определения электрода затвора.
  6. Выполните шаги 1.2-1.6 определить области для нанесения металлических ворот.
  7. Испарите нм/50 50 нм Cr / Au в качестве верхнего электрода затвора в электронно-лучевого испарителя. Выполните шаг 3.4 для металла старта.

Совет: Используйте толстым слоем хрома для увеличения силы OF приостановлено верхний затвор. Ворота размеры также важна для успешного подвески.

  1. По вкладам тонким слоем (20 нм) SiO 2 для топ пассивации электрода.
  2. Дизайн фотошаблонов (рис. 1), чтобы открыть траншеи в SiO 2 Чтобы войти на канал углеродной нанотрубки. Дизайн площадки травления области в ту же маску, чтобы открыть регион для доступа истока, стока и электроды затвора далеко от ОНТ канала.
  3. Выполните шаги 1.2-1.6 для модели PR, чтобы открыть траншеи для влажного травления из SiO 2.
  4. Мокрый травления выпаривали SiO 2 с использованием 1:20 BHF раствор в течение 3 мин и 30 сек. Si 3 N 4 обеспечивает травление слоя, чтобы предотвратить дальнейшее проникновение BHF.

Совет: Etch время калибровки рекомендуется.

  1. Тщательно промойте прибор в воду DI, а затем опустите ее в МПА в течение 5 мин. Просушите использованием N 2 пистолета. Устройство улructure остается неизменным из-за толстого слоя хрома.

4. Химической функционализации боковин углеродных нанотрубок

  1. Готовят раствор 6 мМ 1-pyrenebutanoic кислота сукцинимидил эфира (PbSe) в диметилформамиде (ДМФ).
  2. Инкубируйте ОСНТ FET умирают в этом компоновщик молекулярного раствора в течение 1 часа при комнатной температуре.
  3. Тщательно промойте умирают в DMF, чтобы смыть избыток реагента. Blow-высушите прибор.
  4. Подготовить 20mg/ml решение биотинил-3, 6-dioxaoctanediamine (биотин ПЭО аминов BPA) в воде для DI биотинилирования ОУН.
  5. Выдержите умирают в этом растворе в течение 18 часов, после чего тщательно промыть умирают в дистиллированной водой и сушат. BPA придает PbSe молекулы линкера.
  6. Приготовьте раствор 1mg/ml стрептавидина в PBS рН 7,2 решение для стрептавидина.
  7. Для статических измерений, инкубировать матрицы в растворе стрептавидина в течение 20 минут, чтобы полностью функционализировать биотинилированному ОНТ. Thoroughly промыть и сушить матрицы. Для реального времени зондирование, штамп PDMS канала потока (шаг 6), а затем течь стрептавидин решение в фоне высокой ионной силы для стрептавидина (рис. 3).

Примечание: Мы промыть фильеры дозирования дистиллированной водой (~ 50 мл) в течение штампика бутыль. Затем мы перейдем к другой умирают чашку Петри с DI воды и двигаться вокруг умирают в течение 1 мин. Повторим два этапа в общей сложности в 8-10 раз.

5. Подготовка полидиметилсилоксана (PDMS) Форма для жидкостной камеры

  1. В взвешивание чашку, заливают 9 частей по весу PDMS мономера и добавить 1 часть по массе отверждающего агента и тщательно смешивают два.
  2. Смесь дегазируют в эксикаторе в течение 25 мин. Пузырьки вырастет через смесь и оставить.

Совет: Если смесь начнет пениться, вентиляционные камеры и пусть он успокоится в течение несколькихсекунд до дегазации снова.

  1. Установите новую кремниевых пластин в чашке Петри. Вылейте смесь PDMS дегазированному на нем, чтобы иметь слой PDMS из 5 мм выше пластин.
  2. Поместите чашку Петри в термостате при 70 ° С в течение 1 часа.
  3. Снимите чашку Петри и дайте ему остыть. Используйте скальпель, чтобы вырезать прямоугольный кусок PDMS и вытащить его с помощью пинцета.

Подсказка: стороны PDMS в непосредственном контакте с кремниевой пластины является чистым и очень плоскими. Эта сторона будет находиться в контакте с ОНТ FET умирают. Будьте осторожны, чтобы не загрязнить его.

  1. Поместите прямоугольной матрицы с ног на голову и просверлить отверстие в его с помощью биопсии удар (диаметром 3 мм) с плоской стороны в другую. Это обеспечивает отсутствие острых углов на плоской стороне PDMS (рис. 4а).
  2. Поместите камеру PDMS на верхней части устройства, тщательно совместив его на верхней части активной зоны изготовленной ОНТ FET умирает ( На рисунке 4а, б). Нажмите ее осторожно, чтобы обеспечить печать на матрице. Плоские облигаций стороны к броску, чтобы обеспечить герметичность камеры.

Подсказка: Это может быть сделано с невооруженным глазом или с помощью оптического микроскопа с достаточным рабочим пространством. Если PDMS не прилипает хорошо (как правило, если матрицы и / или штампа PDMS не является чистым), сделать кислородной плазмы (20 Вт, 15 сек) в PDMS, чтобы помочь связи. Использование плазмы полномочия выше, чем это приводит к сильной связи, однако, мы видели копирования электродов при снятии PDMS в таком случае.

  1. Извлечение штампа PDMS после электрических испытаний и перед следующим шагом химической функционализации путем погружения умирают в дистиллированной водой и осторожно приподнимая штампа.

6. Подготовка Микрофлюидных канале

  1. Возьмите чистую кремниевой пластины и поместить его на горячей плите при 200 ° C в течение 5 мин, чтобы удалить влагу.
  2. Спин пальто SU-8 2015 при 500 оборотах в минуту(100 об / сек скорость изменения) в течение 5 сек, а затем 1250 оборотов в минуту в течение 30 сек при 300 об / сек рампой. Это дает толщиной 30 мкм SU-8 слой на кремниевой пластине.
  3. Мягкие выпекать пластины при 95 ° С в течение 5 мин.
  4. Дизайн фотошаблон (рис. 4c), чтобы определить 300 мкм широкий рисунок канал потока в верхней части ОСНТ области.

Совет: Чтобы избежать распада структура канала ширина: высота соотношении 10:1 достаточна (300 мкм, 30 мкм в данном случае).

  1. С помощью 365-нм УФ фотолитографии определить поток канал с УФ Выдержка 0,9 сек.
  2. Сообщение пекут умирают при 95 ° С в течение 5 мин.
  3. Разработать шаблон в СУ-8 Developer в течение 5 мин сопровождается легком встряхивании.
  4. Промыть пластины в МПА и просушите N 2 пистолета.
  5. Выполните шаги 5.1-5.2 приготовить смесь PDMS.
  6. Поместите пластину с SU-8 плесень в эксикатор вместе с 2-3 каплями силанизирующий агента электрическогоhloro (3, 3, 3-трифторпропил) силана в чашке Петри. Включите вакуумный насос пусть пластины сидеть в вакууме в течение 1 часа.
  7. Налейте дегазированной смеси PDMS на пластину и нагревают в печи при 70 ° С в течение 1 часа.
  8. Разрежьте плесень PDMS (отрицательный СУ-8) с помощью скальпеля.
  9. Поместите марки PDMS вверх дном и с помощью биопсии пуансоном (0,75 мм в диаметре) просверлить отверстие на каждом конце проточного канала. Убедитесь в том, чтобы просверлить отверстие от плоской стороны (стороны в контакте с кремниевой пластины) к другой, чтобы избежать острых углов (рис. 4д).
  10. Поместите камеру PDMS потока на верхней части устройства тщательно приведения его в верхней части активной зоны изготовлены ОСНТ FET штампов под микроскопом. Нажмите ее осторожно, чтобы обеспечить печать на матрице. Плоские облигаций стороны к броску, чтобы обеспечить герметичность камеры. (Рис. 4С и 4D)
  11. Нажмите полиэтиленовых труб в отверстия и подключите другой конец к жидкости, истоком и стоком шприц (Figure 4E).
  12. Присоединить шприц к системе шприцевой насос для поддержания контролируемого потока жидкости через канал (рис. 6).

7. DC Электрическая измерительная схема

  1. Подключите источник и ворота контакты ОНТ Фет напряжение порты карты сбора данных.
  2. Соедините сливной контакт с входным портом карт DAQ через текущие предварительного усилителя.
  3. Применяют 30 милливольт (мВ) к источнику контакта, подметать напряжение на затворе и записи текущего через сливное (рис. 5а).

Подсказка: Для измерений в растворе, держать напряжение на затворе параметр стреловидности в | 0,7 В |, чтобы избежать утечки и реакции между электродом затвора металла и раствора.

8. AC Электрическая измерительная схема

  1. Подключите Реф-аута от синхронного усилителя к порту внешнего сигнала на частоте модуляции генератора установить AM модулированный frequeNCY выход.
  2. Подключить источник контакта ОНТ Фет AM-модулированный ВЧ выход порта генератор частоты и напряжения постоянного тока с карты DAQ использованием собой сепаратор (рис. 5б и 5в).
  3. Подключите ворот контакт с напряжением порт карты сбора данных.
  4. Соедините сливной контакта с синхронным усилителем читать переменный ток через нанотрубки. Read амплитуды и фазы тока через DAQ входных портов.
  5. Удерживайте напряжение источника постоянного тока на 0 вольт частотой сигнала и АМ на 200 килогерц (кГц).
  6. Развертки напряжения на затворе и измерить ток утечки.
  7. Увеличение частоты и повторите шаг 8,6 для Я смешиваю-V г зачисток на разных частотах.

9. Электрические измерения в растворе (нет потока)

  1. Подготовить 1 мМ NaCl, 10 мМ NaCl и 100 мм NaCl солевых растворов, начиная с 5M раствора NaCl.
  2. Возьмите устройство от ОНТ шагом 3,13. Выполните шаги 4.1-4.5 для получения biotinylateD устройства.
  3. Выполните шаг 5 поставить камеру PDMS на верхней части устройства.
  4. Заполните камеру дистиллированной водой с помощью пипетки.
  5. Следуйте шаг 8 для смешения частот измерений для различных частот.
  6. Повтор 9,4 для трех различных солевых растворов 1 мМ NaCl, 10 мМ NaCl и 100 мМ NaCl.

Совет: Используйте пипетку отозвать предыдущее решение, а затем промойте камеру несколько раз с новым решением. Всегда выключайте от низкой до высокой концентрации растворов.

  1. Извлечение штампа PDMS осторожно приподнимая печать с пинцета.
  2. Тщательно промывают устройство деионизированной водой.
  3. Провести стрептавидина, как описано в 4.6-4.7.
  4. Повторите шаги 9.3-9.6.

10. Электрические измерения в растворе (реальный поток времени)

  1. Подготовьте 100 мМ NaCl раствор соли, начиная с 5 М раствора NaCl.
  2. Возьмите ОНТ устройство от Ste3,13 р. Выполните шаги 4.1-4.5 для получения биотинилированному устройства.
  3. Поместите микро-жидкостный поток канала на устройстве после шага 6 .. Соединение пустой шприц к одному концу микро-жидкостный канал отвода рабочего режима. На другом конце прикрепить шприц с фоновым раствором 100 мМ NaCl.
  4. Выполнить электрическое измерение, как указано в пункте 8. Фиксировать частоту (F = 10 МГц) и ворота напряжение смещения (V = 0).
  5. Начало шприцевого насоса в режим вывода (скорость потока = 0,4 мл час -1) и мониторинг текущего сигнала с течением времени. Включите решение 1mg/ml стрептавидина в 100 мМ NaCl и монитор изменение сигнала для стрептавидин-биотин связывания (рис. 6).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Сканирование изображений электронного микроскопа ОНТ транзистор с верхним затвором, приостановлено показан на рисунке 7а. Ворота размеры имеют решающее значение для подвески 25. Текущие размеры конструкции (длина х ширина х толщина = 25 мкм и длиной 1 мкм и шириной 100 нм). Электрод затвора состоит из 50 нм Cr/50 нм Au; толстым слоем хрома добавляет больше сил, чтобы подвесная конструкция. Подвесная конструкция подтверждается отсутствие утечки тока между верхней затвора и стока (рис. ...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

Рост углеродных нанотрубок зависит не только от условий печи, но и подложка чистоты. Оптимальная скорость потока газа, температуру и давление для роста должны тщательно откалиброван и как только фиксируется они более или менее стабильным. Даже при этих условиях удовлетворяются, мы обнаружили, что рост зависит от площади узорной катализатор, количество катализатора и субстрата чистоты. Таким образом, мы включили несколько катализаторов вмятины размером для учета изменчивости в росте. Один час высокая температура отжига ш...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих финансовых интересов.

Благодарности

Мы благодарим профессора Пола Мак-Юэн Корнельского университета для раннего обсуждения. Работа выполнена при поддержке запуска фонда предусмотреть в Университете Мичигана и Национального научного фонда масштабируемая программа нанопроизводства (DMR-1120187). Эта работа на установке Лурье Nanofabrication Мичиганского университета, член Национальной сети нанотехнологической инфраструктуры финансируется Национальным научным фондом.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
REAGENTS
Реагенты, которые были предоставлены в рамках Lurie Nanofabrication Facility (Мичиганский университет), помечены как LNF в столбце каталога. Химические вещества, для которых требуется защитное снаряжение (перчатки, защитные очки, маска для лица, фартук) и/или вытяжной шкаф, обозначены СИЗ в разделе комментариев.
Кремниевые пластины (P-type, < 100>, 500-550 μ Silicon Valley Microelectronics
SPR 220 3.0Dow (Rohm and Haas)Megaposit SPRPPE
AZ 300MIFAZ Electronic Material Corporation
PPE AcetoneJ T Baker9005-05PPE
Isopropanol (IPA)J T Baker9079-05
Buffered hydrofluoric acid TranseneСИЗ
1-пирен бутановая кислота, сукцинимидиловый эфирмолекулярные зондыP130СИЗ
биотин PEO AmineThermo ScientificEZ- Link PEG2 биотин, # 21346СИЗ
стрептавидининвитрогенs 888ПП
диметилформамидMP биомедикалы0219514791СИЗ
полидиметилсилоксан эластомерная основа и отвердительDow CorningSylgard 184 Комплект эластомеров СИЗ
SU-8 2015MicrochemY111064СИЗ
SU-8 ПроявительMicrochemY020100СИЗ
Силанизирующий агентSigma Aldrich452807СИЗ
HydrogenPurity PlusLNF
EthylenePurity PlusLNF
ArgonPurity PlusLNF
Phosphate Buffer Salt SystemSigma AldrichPBS1
EQUIPMENT
Оборудование, предоставленное Lurie Nanofabrication Facility (University of Michigan), обозначено как LNF в колонке каталога.
GCA 200 Автошаговыйнасос GCALNF
Инструмент для химического осаждения из газовой фазы низкого давленияTempresesLNF
электронно-лучевой испарительEnerjetLNF
CNT Печь для выращиванияFirst NanoEasy Tube 3000 (LNF)
ФотошаблоныНанопленкаLNF
чашка Петри (150 мм)LNF
ЭксикаторBel-ArtF420100000
Biopsy PunchTed Pella15071/78
СкальпельTed Pella548
Полиэтиленовая трубка PE-50VWR20903-414
Шприцевой насосNew Era Pump SystemsNE-1000
ШприцFisher ScientificBD Safety-Lok Шприцы
Иглы для шприцаFisher Scientific14-821-13A
Плата сбора данныхNational Instruments779111-01
Разъем GPIBNational Instruments778032-51
Усилитель с блокировкойStanford Research SystemsSR 830
Генератор частотыHP Agilent8648B, 9 кГц -2 ГГц
Тройник смещенияПикосекундный5575A-104
Предусилитель токаDL Instruments, LLCDL 1211
BNC кабелиAllied Electronics665-xxxx
SMASentro Tech CorpSCF65141

Ссылки

  1. Dekker, C. Carbon nanotubes as molecular quantum wires. Phys. Today. 52, 22-28 (1999).
  2. McEuen, P. L., Fuhrer, M. S., Park, H. K. Single-walled carbon nanotube electronics. IEEE Transactions on Nanotechnology. 1, 78-85 (2002).
  3. Duan, X. F., Huang, Y., Cui, Y., Wang, J. F., Lieber, C. M. Indium phosphide nanowires as building blocks for nanoscale electronic and optoelectronic devices. Nature. 409, 66-69 (2001).
  4. Cui, Y., Zhong, Z. H., Wang, D. L., Wang, W. U., Lieber, C. M. High performance silicon nanowire field effect transistors. Nano Letters. 3, 149-152 (2003).
  5. Heller, I., Janssens, A. M., et al. Identifying the mechanism of biosensing with carbon nanotube transistors. Nano Letters. 8, 591-595 (2008).
  6. Stern, E., Wagner, R., et al. Importance of the debye screening length on nanowire field effect transistor sensors. Nano Letters. 7, 3405-3409 (2007).
  7. Zhang, G. J., Zhang, G., et al. DNA sensing by silicon nanowire: Charge layer distance dependence. Nano Letters. 8, 1066-1070 (2008).
  8. Sorgenfrei, S., Chiu, C. -y, Johnston, M., Nuckolls, C., Shepard, K. L. Debye Screening in Single-Molecule Carbon Nanotube Field-Effect Sensors. Nano Letters. 11, 3739-3743 (2011).
  9. Appenzeller, J., Frank, D. J. Frequency dependent characterization of transport properties in carbon nanotube transistors. Applied Physics Letters. 84, 1771-1773 (2004).
  10. Rosenblatt, S., Lin, H., Sazonova, V., Tiwari, S., McEuen, P. L. Mixing at 50 GHz using a single-walled carbon nanotube transistor. Applied Physics Letters. 87, (2005).
  11. Kulkarni, G. S., Zhong, Z. H. Detection beyond the Debye Screening Length in a High-Frequency Nanoelectronic Biosensor. Nano Letters. 12, 719-723 (2012).
  12. Sazonova, V. A Tunable Carbon Nanotube Resonator. , Cornell University. (2006).
  13. Chen, R. J., Zhang, Y. G., Wang, D. W., Dai, H. J. Noncovalent sidewall functionalization of single-walled carbon nanotubes for protein immobilization. Journal of the American Chemical Society. 123, 3838-3839 (2001).
  14. Duffy, D. C., McDonald, J. C., Schueller, O. J. A., Whitesides, G. M. Rapid prototyping of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane. Analytical Chemistry. 70, 4974-4984 (1998).
  15. Zheng, G. F., Patolsky, F., Cui, Y., Wang, W. U., Lieber, C. M. Multiplexed electrical detection of cancer markers with nanowire sensor arrays. Nature Biotechnology. 23, 1294-1301 (2005).
  16. Star, A., Han, T. R., Gabriel, J. C. P., Bradley, K., Gruner, G. Interaction of aromatic compounds with carbon nanotubes: Correlation to the Hammett parameter of the substituent and measured carbon nanotube FET response. Nano Letters. 3, 1421-1423 (2003).
  17. Besteman, K., Lee, J. O., Wiertz, F. G. M., Heering, H. A., Dekker, C. Enzyme-coated carbon nanotubes as single-molecule biosensors. Nano Letters. 3, 727-730 (2003).
  18. Snow, E. S., Perkins, F. K., Houser, E. J., Badescu, S. C., Reinecke, T. L. Chemical detection with a single-walled carbon nanotube capacitor. Science. 307, 1942-1945 (2005).
  19. Kong, J., Franklin, N. R., et al. Nanotube molecular wires as chemical sensors. Science. 287, 622-625 (2000).
  20. Star, A., Tu, E., et al. Label-free detection of DNA hybridization using carbon nanotube network field-effect transistors. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 103, 921-926 (2006).
  21. Patolsky, F., Zheng, G. F., Lieber, C. M. Nanowire-based biosensors. Analytical Chemistry. 78, 4260-4269 (2006).
  22. Stern, E., Klemic, J. F., et al. Label-free immunodetection with CMOS-compatible semiconducting nanowires. Nature. 445, 519-522 (2007).
  23. Krivitsky, V., Hsiung, L. -C., et al. Nanowires Forest-Based On-Chip Biomolecular Filtering, Separation and Preconcentration Devices: Nanowires Do it All. Nano Letters. 12, 4748-4756 (2012).
  24. Kong, J., Soh, H. T., Cassell, A. M., Quate, C. F., Dai, H. J. Synthesis of individual single-walled carbon nanotubes on patterned silicon wafers. Nature. 395, 878-881 (1998).
  25. Liu, G., Velasco, J., Bao, W. Z., Lau, C. N. Fabrication of graphene p-n-p junctions with contactless top gates. Applied Physics Letters. 92, (2008).
  26. Katz, E., Willner, I. Probing biomolecular interactions at conductive and semiconductive surfaces by impedance spectroscopy: Routes to impedimetric immunosensors, DNA-Sensors, and enzyme biosensors. Electroanalysis. 15, 913-947 (2003).
  27. K'Owino, I. O., Sadik, O. A. Impedance spectroscopy: A powerful tool for rapid biomolecular screening and cell culture monitoring. Electroanalysis. 17, 2101-2113 (2005).
  28. Elnathan, R., Kwiat, M., et al. Biorecognition Layer Engineering: Overcoming Screening Limitations of Nanowire-Based FET Devices. Nano Letters. 12, 5245-5254 (2012).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Теги

Изготовление углеродных нанотрубок Высокочастотный Наноэлектронные биосенсоров для обнаружения в высокой ионной силой
Свяжитесь с нами
Рекомендовать библиотеке

Конфиденциальность

Условия эксплуатации

Политика

Авторские права © 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.