Elektrolytstyrda kolnanorörsfälteffekttransistorbaserade biosensorer visar lovande för många applikationer. Kredit:Raheel Riaz
Efterfrågan på känsliga och selektiva elektroniska biosensorer – analytiska enheter som övervakar ett mål av intresse i realtid – växer för ett brett spektrum av tillämpningar. De är idealiska för hälsovård inom kliniska miljöer, läkemedelsupptäckt, livsmedelssäkerhet och kvalitetskontroll och miljöövervakning.
Elektroniska biosensorer är tilltalande på grund av sin enkelhet, korta analystid, låga tillverkningskostnad, minimal provberedning och potential att användas ute på fältet av outbildad personal.
I Applied Physics Reviews , Free University of Bozen-Bolzano och ETH Zürich forskare granskar vetenskapliga framsteg av elektrolytstyrda kolnanorörsfälteffekttransistorer (EG-CNTFET) biosensorer. Dessa enheter kännetecknas av överlägsna elektroniska egenskaper och inneboende signalförstärkning och kan detektera ett brett utbud av biomolekyler med hög känslighet.
En av huvudkomponenterna i en biosensor är dess bioigenkänningselement, såsom enzymer, antikroppar, aptamerer eller jonselektiva membran, som selektivt känner igen analyten (en substans vars kemikalier mäts och identifieras) av intresse. Biotransduktionsanordningar omvandlar interaktionen mellan bioigenkänningselementet och analyten till en mätbar signal, såsom en elektrisk signal.
"Biosensorer som använder (fälteffekttransistorer) som biotransduktionselement är en av de mest lovande enheterna för biosensingstillämpningar, eftersom de redan har visat hög känslighet mot flera analyter ner till picomolär koncentration", säger Mattia Petrelli, från Free University of Bozen-Bolzano . "Bland alla möjliga material som kan användas för FET-baserade biosensorer är halvledande kolnanorör intressanta, eftersom de har gynnsamma elektriska och kemiska egenskaper."
Genom att organisera dessa biosensorer med olika bioigenkänningselement, "är det möjligt att uppnå selektiv detektering av olika analyter, såsom biomolekyler, cancerbiomarkörer, bakterier och joner för att bara nämna några," sa Petrelli. "Trots rapporter som visar den potentiella översättningen av dessa biosensorer till verkliga tillämpningar, måste utmaningar övervinnas innan de är kommersiellt tillgängliga."
EG-CNTFET-baserade biosensorer kan för närvarande endast detektera en analyt åt gången. Olika gränssnitt inom komplexa medier, som blod, svett eller saliv, gör det också svårt att upptäcka specifika signaler.
"Detta begränsar tillämpbarheten av dessa biosensorer för verkliga tillämpningar," sa Petrelli. "Enhetens selektivitet bör noggrant utvärderas mot alla möjliga störande ämnen, särskilt inom komplexa detektionsmiljöer. När dessa utmaningar väl har angripits kan vi föreställa oss att dessa biosensorer implementeras för olika tillämpningar inom en snar framtid." + Utforska vidare
