Fiable et à faible coût médical Système de détection et de l'environnement pour l'ADN et les bactéries, basé sur Détecteurs capacitifs électrique

par le Dr Luis Moreno-Hagelsieb

Simple, peu coûteux et les dispositifs à faible consommation sont nécessaires dans les applications médicales. En laboratoire, le Dr Luis Moreno-Hagelsieb, les oxyde d'aluminium condensateurs interdigités ont été développés et testés avec succès sur le test d'hybridation ADN ainsi que sur les bactéries, tout en leur montrant des résultats comparables à l'état de l'art en utilisant des procédures standard existant biologiques protocoles qui ouvrent de nouveaux opportunités pour des applications médicales et environnementales.

Notre technologie de haute performance démontre des circuits intégrés CMOS, l'intégration facile des appareils spéciaux, des capteurs et MEMS, l'exploitation dans des conditions difficiles (puissance micro, à haute température, distance liaison RF, etc); très faible consommation électrique, et de vastes applications dans la recherche biomédicale et les secteurs de l'environnement. Intégration dans une petite faciles à utiliser l'équipement de mesure et de suivi a également été démontré avec succès. Par ailleurs, nos appareils offrent d'excellentes performances par rapport à l'état de l'art.

Dans notre laboratoire, les capteurs à ADN de haute performance ont été développés, à savoir les capteurs condensateurs interdigités en utilisant les technologies de micro-usinage, qui peut être utilisé dans le suivi de la santé, les détections biologiques et environnementales.

Figure 1. Technologie CMOS interdigitées ouvrage Conception condensateur.

Pour la détection biologique, transducteurs interdigités capacitifs ont été construits sur des puces CMOS utilisant des électrodes Al protégé par une fine (50-100 nm) très fiable couche d'alumine anodisé. Excellente performance a été démontré pour la détection de l'hybridation d'ADN (jusqu'à 30 concentrations cibles pM) et appliqué sur le facteur de transcription TP53 montrant une discrimination réussie de la forme sauvage du codon 175 (175WT) versus forme mutée (175GA).

Figure 2. Condensateur d'identification sur l'emballage DIL placée dans la capacité et l'équipement de surveillance de mesure.

Comme on le sait, la contamination bactérienne est une cause fréquente de maladies plusieurs années. Staphylococcus aureus est l'agent causal d'une grande variété d'infections chez les humains y compris les maladies de la peau et des tissus mous et continue d'être un agent de premier plan des infections nosocomiales. Nous montrons ici que lorsqu'il est revêtu d'un anticorps Staphylococcus aureus anti-appropriés monoclonaux (AcMo), ce dispositif permet également de détecter spécifiquement cette bactérie. La liaison des bactéries à la microcapteurs induire une capacité importante et changement de conductance qui est proportionnelle à la quantité de bactéries immobilisées, permettant ainsi une analyse quantitative possibles.

Figure 3. La conductance globale et la capacité des changements pour le condensateur ID pour la détection de bactéries avec AcMo seulement, avec des échantillons de contrôle et avec S. aureus avec des concentrations de 1x10 9, 2x10 8, 4x10 7 UFC / ml, respectivement

Figure 4. TP53 test de discrimination ADN d'hybridation en utilisant notre système interdigitées condensateurs.

Remplir notre système, un enregistreur de données capable de mesurer et de surveiller les changements de capacité a été développée avec l'aide de nos partenaires au JDT pour permettre une lecture rapide en temps réel de notre dispositif, par conséquent, la variation peut être enregistrée avant et après le test biologique ou même durant tout le processus.

Enfin, notre technologie permet aux dispositifs MOS et de capteurs multiples pour être intégré sur les mêmes puces (comme l'a démontré avec notre système de surveillance de respiration avec la température et l'humidité de détection en parallèle), qui ouvre la porte à de nombreuses nouvelles applications émergentes avec des performances supérieures, même dans les environnements difficiles (température comprise entre -20 à 300 ° C, une humidité élevée, ...) à moindre coût, faible consommation d'énergie et plus d'intégration dans un système sans fil.

Notre conception est maintenant au stade de la création d'une spin-off qui sera basé sur ce dispositif ainsi que plus de MEMS et de capteurs et de circuits SOI. Cette application est prometteuse en tenant compte de la grande quantité de tests effectués, plus de 9.000 millions réalisé en 2007 en Europe (300 millions en Belgique). La production initiale prévue est estimée à 100 000 capteurs.

Partenariat nécessaire: l'industrie et de l'organisation de recherche, partenaires pour la production de capteurs (emballage compris), fabricant de kits d'intégrer notre dispositif pour une mesure rapide électrique, en particulier pour nos distributeurs capteurs UV, de l'industrie avec des besoins en électronique miniaturisé de faible puissance, sans fil ou haute capteurs de température pour le contrôle de processus, surveillance, acquisition de données et des investisseurs pour le démarrage de l'entreprise.

Droit d'auteur AZoNano.com, MANCEF.org