Zuverlässig und Low Cost Medical and Environmental Detection System für die DNA und Bakterien, auf kapazitive elektrische Sensoren

von Dr. Luis Moreno-Hagelsieb

Einfache, kostengünstige und niedrigem Verbrauch Geräte sind in medizinischen Anwendungen erforderlich. In Dr. Luis Moreno-Hagelsieb Labor haben Aluminiumoxid interdigitale Kondensatoren entwickelt und erfolgreich auf die DNA-Hybridisierung Test sowie auf Bakterien, sie alle zeigen vergleichbare Ergebnisse zum Stand der Technik in einem der vorhandenen Standard-Protokolle biologische Verfahren getestet, eröffnen neue Chancen für medizinische und Umwelt-Anwendungen.

Unsere Technologie zeigt Hochleistungs-CMOS-Schaltkreisen; einfache Integration von speziellen Geräten, Sensoren und MEMS, Betrieb unter rauen Bedingungen (Mikro-Kraft, Hochtemperatur-, Remote-HF-Verbindung, etc.), sehr niedrigen Stromverbrauch und breite Anwendungen in der biomedizinischen und Umweltbereich. Integration in ein kleines einfach zu Mess-und Überwachungsgeräte Einsatz wurde auch erfolgreich demonstriert. Darüber hinaus liefern unsere Geräte hervorragende Leistung im Vergleich zum Stand der Technik.

In unserem Labor haben High-Performance-DNA-Sensoren entwickelt worden, dh interdigitale Kondensatoren Sensoren mit Mikrobearbeitung Technologien, die in Gesundheits-Überwachung verwendet werden können, biologische und ökologische Erkennungen.

Abbildung 1. CMOS-Technologie Interdigitalkondensatorstruktur Strukturoptimierung.

Für die biologische Erkennung, haben verzahnte kapazitive Sensoren auf CMOS-Chips mit Al-Elektroden durch eine dünne (50-100 nm) höchst zuverlässige eloxiertem Aluminium-Schicht geschützt gebaut worden. Hervorragende Leistung ist für die DNA-Hybridisierung-Erkennung (bis zu 30 pM Zielkonzentrationen) nachgewiesen und zwar auf der Transkriptionsfaktor TP53 zeigt eine erfolgreiche Diskriminierung der Wildtyp-Form von Codon 175 (175WT) versus mutierte Form (175GA).

Abbildung 2. ID Capacitor auf DIL Verpackung in das Kapazitäts-und Monitoring-Messgeräte platziert.

Wie bekannt, ist eine bakterielle Kontamination eine häufige Ursache von mehreren Krankheiten. Staphylococcus aureus ist der Erreger einer Vielzahl von Infektionen beim Menschen, einschließlich Erkrankungen der Haut und Weichteile sowie weiterhin ein prominenter Vertreter der nosokomialen Infektionen. Wir zeigen hier, dass, wenn mit einer entsprechenden anti-Staphylococcus aureus monoklonalen Antikörper (MoAb) beschichtet, dieses Gerät ermöglicht auch spezifisch nachzuweisen dieser Bakterien. Die Bindung von Bakterien an die Mikrosensoren induzieren eine signifikante Kapazität und Leitwert Verschiebung, die proportional zur Menge des immobilisierten Bakterien ist, so dass eine mögliche quantitative Analyse.

Abbildung 3. Globale Leitfähigkeit und Kapazität sich für die ID Kondensator für Bakterien-Erkennung mit MoAb nur mit Kontrollproben und mit S. aureus mit Konzentrationen von 1x10 9, 2x10 8, 4x10 7 CFU / ml, bzw.

Abbildung 4. TP53 DNA-Hybridisierung Diskriminierung Test mit unserem interdigitale Kondensatoren System.

Abschluss unseres Systems, einen Datenlogger für die Messung und Überwachung Kapazität ändert sich mit der Hilfe unserer Partner in JDT wurde entwickelt, um eine schnelle Anzeige in Echtzeit von unserem Gerät zu ermöglichen, so kann die Variation vor und nach dem biologischen Test oder sogar registriert werden während des gesamten Prozesses.

Schließlich ermöglicht unsere Technologie MOS-Geräte und mehrere Sensoren auf dem gleichen Chip (wie mit unserem Atem Monitoring-System mit Temperatur und Feuchte Sensor parallel gezeigt), der die Tür zu vielen neu entstehenden Anwendungen eröffnet mit höherer Leistung auch in rauen Umgebungen integriert werden (dh Temperatur zwischen -20 bis 300 ° C, hohe Luftfeuchtigkeit, ...) zu niedrigeren Kosten, geringerer Stromverbrauch und höhere Integration in ein drahtloses System.

Unser Design ist jetzt in der Phase der Schaffung eines Spin-Off, dass auf diesem Gerät basieren, sowie weitere MEMS und SOI-Sensoren und Schaltungen. Diese Anwendung ist viel versprechend unter Berücksichtigung der großen Menge an Test getan, mehr als 9.000 Millionen in 2007 in Europa durchgeführt (300 Millionen in Belgien). Die erwartete erste Produktion ist in 100.000 Sensoren geschätzt.

Partnerschaft benötigt: Industrie und Forschung Organisation, Partner für die Sensoren der Produktion (inklusive Verpackung), Kits Verarbeiter unser Gerät für eine schnelle elektrische Messung integrieren, Distributoren speziell für unsere UV-Sensoren, die Industrie mit Bedarf an elektronischen miniaturisierten Low-Power-, Drahtlos-oder hohen -Temperatur-Sensoren für die Prozess-Steuerung, Überwachung, Datenerfassung und Investor für Start-up des Unternehmens.

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