Cihazın hazırlanması ve nanotel yüzeyinde bir DNA moleküler probunun immobilizasyonu ve doğrulanmasının yanı sıra DNA algılama koşulları da dahil olmak üzere polisilikon nanotel alan etkili transistörler kullanarak biyoalgılama için temel adımları açıklıyoruz.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Kimya ve Biyoalgılayıcı Uygulamaları için Silikon Nanotel Alan etkili Transistör hazırlanması
Bu makalede
Özet
Özet
Biyobelirteçler kullanılarak yapılan sürveyans, hastalıkların erken teşhisi, hızlı müdahalesi ve görülme sıklığının azaltılması için kritik öneme sahiptir. Bu çalışmada, biyobelirteç tespiti için biyoalgılama cihazları olarak görev yapan polikristalin silikon nanotel alan etkili transistörlerin (pSNWFET'ler) hazırlanmasını açıklıyoruz. pSNWFET'leri kullanarak kimyasal ve biyomoleküler algılama için bir protokol sunulmaktadır. pSNWFET cihazının gerçek zamanlı, etiketsiz ve ultra yüksek hassasiyetli biyoalgılama uygulamaları için umut verici bir dönüştürücü olduğu gösterildi. Bir pSNWFET'in kaynak/boşaltma kanalı iletkenliği, silikon nanotel (SNW) yüzeyinin etrafındaki ortamdaki değişikliklere duyarlıdır. Bu nedenle, SNW yüzeyindeki probları hareketsiz hale getirerek, pSNWFET, küçük moleküllerden (dopamin) makromoleküllere (DNA ve proteinler) kadar çeşitli biyohedefleri tespit etmek için kullanılabilir. Çok adımlı bir prosedür olan SNW yüzeyinde bir biyoprobun hareketsiz hale getirilmesi, biyosensörün özgüllüğünü belirlemek için hayati önem taşır. İmmobilizasyon prosedürünün her adımının doğru bir şekilde gerçekleştirilmesi esastır. Her modifikasyon adımından sonra pSNWFET'in elektriksel özelliklerindeki değişimi doğrudan gözlemleyerek yüzey modifikasyonlarını doğruladık. Ek olarak, her modifikasyonu takiben yüzey bileşimini incelemek için X-ışını fotoelektron spektroskopisi kullanıldı. Son olarak, pSNWFET üzerinde DNA algılamasını gösterdik. Bu protokol, biyoprob immobilizasyonunu ve müteakip DNA biyoalgılama uygulamasını doğrulamak için adım adım prosedürler sağlar.
Giriş
Silikon nanotel alan etkili transistörler (SNWFETs) ultra yüksek hassasiyet avantajlarını ve çevresel yük değişimine doğrudan elektrik tepkiler var. negatif (ya da pozitif) yüklü molekülün silikon nanotel (SNW) yaklaşımları, örneğin n-tipi SNWFETs olarak, SNW alt taşıyıcı tükenmiş (veya biriken) vardır. Sonuç olarak, SNWFET iletkenliği azalır (veya artar) 1. Bu nedenle, SNWFET cihazının SNW yüzeyine yakın bir şarj molekülü tespit edilebilir. hücre yüzeyi üzerinde enzimler, proteinler, nükleotitleri, ve çok sayıda moleküller de dahil olmak üzere Kişisel biyomoleküllerin yük taşıyıcıları ve SNWFETs kullanılarak izlenebilir. Özellikle SNW bir biyomoleküler pr....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Protokol
1. Fabrikasyon ve pSNWFET Cihazlarının Koruma
- cihaz İmalatı
Not: pSNWFET önce 23,24 bildirilen bir yan boşluk tekniği kullanılarak imal edilmiştir.- kapı dielektrik katman hazırlayın.
- 100 nm kalınlığında termal oksit (SiO 2) (4 saat 980 ° C'de O 2 ve H 2 işlem gazı) ıslak oksidasyon süreci 25 kullanarak bir Si substrat üzerinde katman kap.
- 4 saat 980 ° C 'de düşük basınçta kimyasal buhar biriktirme (LPCVD) 25 ile 50 nm-kalınlıkta bir nitrür (si 3N 4) tabaka bırakın.
- 4 saat 780 ° C'de LPCV....
- kapı dielektrik katman hazırlayın.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Sonuçlar
Çeşitli SNWFETs biyosensörler (Tablo 1) transdüser olarak hizmet etmek için rapor edilmiştir. Tek kristalli SNWFETs (sSNWFETs) ve pSNWFETs sulu çözeltiler içinde dönüştürücü gibi karşılaştırılabilir elektrik özellikler gösterirler ve her iki birçok biyo-algılayıcı uygulamaları için rapor edilmiştir. Bu çalışmada kullanılan pSNWFET cihazının avantajlı bir özelliği, basit ve düşük maliyetli bir imalat işlemidir. Şekil 1a pSNWFET imal katılan önemli adımlar.......
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Tartışma
Yukarıdan aşağıya ticarileştirme ve aşağıdan yukarı fabrikasyon sSNWFETs için nedeniyle maliyeti 32,33, SNW konum kontrolü 34,35 ve düşük üretim ölçeği 36 zor kabul edilir yaklaşır. Buna karşılık, pSNWFETs imalatı basit ve düşük maliyetli 37'dir. Yanak boşluk oluşumu tekniği (Şekil 1) ile yukarıdan aşağıya bir yaklaşım ve kombinasyonu ile, SNW boyutu reaktif plazma aşındırma süresini ayarlayarak kontrol edilebilir. Şekil 1a pSNWFET arasınd.......
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Açıklamalar
Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.
Teşekkürler
Bu araştırma, Tayvan Bilim ve Teknoloji Bakanlığı (104-2514-S-009 -001, 104-2627-M-009-001 ve 102-2311-B-009-004-MY3) tarafından finansal olarak desteklenmiştir. Ulusal Nano Cihaz Laboratuvarları'na (NDL) cihaz üretimi ve analizi sırasındaki değerli yardımları için teşekkür ederiz.
....Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Malzemeler
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Aseton | ECHO | AH-3102 | |
| (3-Amonopropil) trietoksisilan (APTES), > %98 | Sigma-Aldrich | A3648 | Tehlike |
| Etanol, susuz, %99,5 | ECHO | 484000203108A-72EC | |
| Glutaraldehit çözeltisi (GA), %50 | Sigma-Aldrich | G7651 | Hafif |
| Sodyum siyanoborohidritten kaçının; 95.0% | Fluka | 71435 | Tehlike ve sıvılaştırıcı |
| Sodyum fosfat tribazik dodekahidrat, vb; %98 | Sigma | 04277 | |
| Fosforik asit, > %99,0 | Fluka | 79622 | Sıvılaştırılmış |
| Fotorezist (iP3650) | Tokyo Ohka Kogyo Co., LTD | THMR-iP3650 HP | |
| Sentetik oligonükleotidler, HPLC saflaştırılmış | Protech Teknolojisi | ||
| Tris(hidroksimetil)aminometan (Tris), &; %99,8 | USB | 75825 | |
| Keithley 2636 Sistem Kaynak Ölçer | Keithley | ||
| SR830 DSP Kilitli Amplifikatör | Stanford Araştırma Sistemleri | ||
| SR570 Düşük Gürültülü Akım Preamplifikatörü | Stanford Araştırma Sistemleri | ||
| Ni PXI Express | Ulusal Enstrümanlar |
Kaynaklar
- Lin, C. H., et al. Surface composition and interactions of mobile charges with immobilized molecules on polycrystalline silicon nanowires. Sensor Actuat B-Chem 211. 211, 7-16 (2015).
- Patolsky, F., et al. Electrical detection....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yeniden basım ve izinler
