موثوقة ومنخفضة التكلفة نظام الكشف الطبي والبيئي لدنا والبكتيريا ، وبناء على مجسات كهربائية بالسعة

الدكتور لويس مورينو Hagelsieb

هناك حاجة بسيطة ومنخفضة التكاليف وانخفاض استهلاك الأجهزة في التطبيقات الطبية. في مختبر الدكتور مورينو Hagelsieb لويس ، تم أكسيد الألومنيوم المكثفات interdigitated طورت واختبرت بنجاح اختبار على تهجين الحمض النووي فضلا عن البكتيريا ، وكلها تظهر نتائج مماثلة لحالة الفن باستخدام معيار البيولوجي البروتوكولات القائمة الإجراءات التي تفتح جديدة الفرص للتطبيقات الطبية والبيئية.

لدينا التكنولوجيا العالية الأداء يوضح CMOS الدوائر المتكاملة ، والتكامل السهل من الأجهزة الخاصة ، وأجهزة الاستشعار وممس ؛ العملية في ظروف قاسية (الصغرى الطاقة ، وارتفاع درجة الحرارة ، وبعد RF الارتباط ، الخ) ؛ منخفضة جدا في استهلاك الطاقة ، وتطبيقات واسعة في الطب الحيوي والقطاعات البيئية. وقد تم الاندماج صغيرة سهلة لاستخدام أجهزة قياس ورصد أيضا أثبتت بنجاح. علاوة على ذلك ، لدينا أجهزة توفير أداء ممتازا بالمقارنة مع حالة من الفن.

في المختبر لدينا ، وقد تم تطوير أجهزة استشعار عالية الأداء الحمض النووي ، أي أجهزة الاستشعار interdigitated المكثفات باستخدام تكنولوجيات متناهي الصغر ، والتي يمكن استخدامها في المراقبة الصحية ، اكتشافات البيولوجية والبيئية.

الشكل 1. Interdigitated تكنولوجيا CMOS المكثفات تصميم الهيكل.

للاستشعار بيولوجية ، وقد تم بناء محولات interdigitated بالسعة على رقائق CMOS باستخدام أقطاب آل يحميها رقيقة (50-100 نانومتر) عالية يمكن الاعتماد عليها طبقة بأكسيد الألومنيوم. وقد أظهرت الأداء الممتاز للكشف عن تهجين الحمض النووي (وصولا الى 30 هدفا تركيزات مساء) وتطبيقها على عامل النسخ TP53 يظهر التمييز الناجح للنموذج من النوع البري من كودون 175 (175WT) مقابل النموذج تحور (175GA).

الشكل 2. المكثفات معرف على عبوة وضعت في DIL السعة ومعدات الرصد قياس.

كما هو معروف جيدا ، والتلوث الجرثومي هو سبب شائع من أمراض عدة. المكورات العنقودية الذهبية هي العامل المسبب للطائفة واسعة من الالتهابات في البشر بما في ذلك الأمراض التي تصيب الجلد والأنسجة الرخوة وتستمر لتكون وكيل بارز للعدوى المستشفيات. نعرض هنا أنه عندما المغلفة مع الأجسام المضادة المناسبة المكورات العنقودية المضادة وحيدة النسيلة (موآب) ، كما يسمح هذا الجهاز للكشف عن هذه البكتيريا على وجه التحديد. الربط من البكتيريا إلى microsensors لحث على السعة الكبيرة والتي تحول تصرف غير متناسبة مع كمية من البكتيريا وظائفها ، وبالتالي توفير التحليل الكمي ممكن.

الشكل 3. تصرف العالمية والتغيرات السعة للمكثف للكشف عن هوية البكتيريا مع موآب فقط ، مع عينات الرقابة ومع S. المذهبة مع تركيزات 1x10 9 ، 8 2x10 ، 4x10 7 CFU / لتر ، على التوالي

الشكل 4. TP53 التمييز التهجين باستخدام اختبار الحمض النووي نظامنا interdigitated المكثفات.

استكمال نظامنا ، وضعت datalogger قادرة على قياس ورصد التغيرات السعة بمساعدة شركائنا في JDT السماح لقراءة سريعة في الوقت الحقيقي من الجهاز لدينا ، وبالتالي ، يمكن تسجيل الاختلاف قبل وبعد الاختبار البيولوجي أو حتى خلال العملية برمتها.

أخيرا ، لدينا التكنولوجيا يسمح لتكون متكاملة وأجهزة استشعار متعددة MOS على رقائق نفسه (كما هو موضح مع شركائنا في التنفس مع نظام مراقبة درجة الحرارة والرطوبة الاستشعار عن بعد في نفس الوقت) ، والذي يفتح الباب أمام العديد من التطبيقات الجديدة الناشئة مع أداء أعلى حتى في بيئات قاسية (أي درجة الحرارة بين -20 إلى 300 درجة الرطوبة عالية C ،...) بتكلفة أقل ، وانخفاض استهلاك الطاقة وزيادة الاندماج في نظام لاسلكي.

لدينا تصميم هو الآن في مرحلة من مراحل إنشاء العرضية التي ستستند على هذا الجهاز وكذلك المزيد من ممس وأجهزة الاستشعار ودوائر SOI. هذا التطبيق هو واعدة مع الأخذ في الاعتبار كمية كبيرة من يجري الاختبار ، وأكثر من 9،000 ملايين في 2007 في أوروبا (300 ملايين في بلجيكا). ويقدر الإنتاج المتوقع الأولي في أجهزة الاستشعار 100000.

الشراكة المطلوبة : الصناعة والمؤسسات البحثية والشركاء لإنتاج أجهزة الاستشعار (بما في ذلك التعبئة) ، ومجموعات كاذب لدمج لدينا جهاز لقياس كهربائي سريع والموزعين وخاصة بالنسبة للأجهزة الاستشعار لدينا للأشعة فوق البنفسجية ، والصناعة مع الاحتياجات في الطاقة المنخفضة الإلكترونية المنمنمة ، أو لاسلكية عالية أجهزة استشعار للحرارة لعملية الرقابة ، واقتناء رصد البيانات والمستثمرين لبدء التشغيل للشركة.

حقوق الطبع والنشر AZoNano.com ، MANCEF.org