Pålitelig og Low Cost Medical and Environmental Detection System for DNA og bakterier, Basert på kapasitive Elektriske sensorer

av Dr. Luis Moreno-Hagelsieb

Enkelt, lave kostnader og lavt forbruk enheter er nødvendig i medisinske anvendelser. I Dr. Luis Moreno-Hagelsieb laboratorium, har aluminiumoksid interdigitated kondensatorer er utviklet og testet på DNA hybridisering test samt på bakterier, alle av dem som viser sammenlignbare resultater til state of the art eksisterende standard biologiske protokoller prosedyrer som åpner nye muligheter for medisinsk og miljømessige applikasjoner.

Vår teknologi demonstrerer høyytelses CMOS integrerte kretser; enkel integrasjon av spesielle enheter, sensorer og MEMS, drift under tøffe forhold (mikrokraftverk, høy temperatur, ekstern RF-link, etc.), svært lavt strømforbruk, og brede programmer i biomedisinsk og miljømessige sektorer. Integrering i et lite brukervennlig måling og overvåking av utstyret er også demonstrert. Videre våre enheter leverer utmerket ytelse i forhold til state of the art.

I vårt laboratorium, har høy ytelse DNA sensorer er utviklet, dvs. interdigitated kondensatorer sensorer ved hjelp mikromaskinering teknologier som kan brukes i helse-overvåking, biologiske og miljømessige deteksjoner.

Figur 1. CMOS teknologi interdigitated Capacitor Design Structure.

For biologisk sensing, har interdigitated kapasitive givere blitt bygget på CMOS brikker bruker Al elektroder beskyttet av en tynn (50-100 nm) svært pålitelig anodisert alumina lag. Utmerket ytelse har blitt demonstrert for DNA hybridisering deteksjon (ned til 30 pM mål konsentrasjoner) og anvendes på transkripsjonsfaktor TP53 viser en vellykket diskriminering av vill-type form for kodon 175 (175WT) versus mutert form (175GA).

Figur 2. ID Capacitor på DIL emballasje plasseres i Kapasitans og Monitoring måleutstyr.

Som kjent, er bakteriell forurensning en vanlig årsak til flere sykdommer. Staphylococcus aureus er den utløsende agent for en rekke infeksjoner hos mennesker, inkludert sykdommer i hud og bløtvev og fortsetter å være en fremtredende agent av nosokomiale infeksjoner. Vi viser her at når dekket med en passende anti-Staphylococcus aureus monoklonalt antistoff (Moab), denne enheten også tillatelser til spesifikt påvise denne bakterien. Bindingen av bakterier til microsensors indusere en betydelig kapasitans og ledeevne skifte som er proporsjonal med mengden av immobilisert bakterier, og dermed en mulig kvantitativ analyse.

Figur 3. Global konduktans og kapasitans endringer for ID Capacitor for bakterier deteksjon med Moab kun med kontroll prøver og med S. aureus med konsentrasjoner av 1x10 9, 2x10 8, 4x10 7 CFU / ml, henholdsvis

Figur 4. TP53 DNA Hybridisering diskriminering prøve å bruke vår interdigitated kondensatorer system.

Fullfører systemet vårt, var en datalogger som kan måle og overvåke kapasitans endringer utviklet med hjelp av våre samarbeidspartnere ved JDT å tillate en rask avlesning i sanntid av enheten vår, og dermed kan variasjonen være registrert før og etter biologiske test eller enda under hele prosessen.

Til slutt lar vår teknologi MOS enheter og flere sensorer for å bli integrert på samme chips (som vist med vår pust overvåkingssystem med temperatur og luftfuktighet sensing parallelt), som åpner døren til mange nye framvoksende applikasjoner med høyere ytelse selv i tøffe miljøer (dvs. mellom -20 til 300 ° C, høy luftfuktighet, ...) til en lavere kostnad, lavere strømforbruk og høyere integrering i et trådløst system.

Vår design er nå på scenen for opprettelsen av en spin-off som vil være basert på denne enheten, så vel som mer MEMS og SOI sensorer og kretser. Denne applikasjonen er lovende å ta hensyn til den store mengden av test som gjøres, mer enn 9000 millioner gjort i 2007 i Europa (300 millioner i Belgia). Den forventede innledende produksjon er anslått i 100.000 sensorer.

Partnerskap som trengs: industri og forskning organisasjon, samarbeidspartnere for sensorene produksjon (inklusive emballasje), kits fabricator å integrere vår enhet for en rask elektrisk måling, distributører spesielt for våre UV-sensorer, industri med behov i elektronisk miniatyrisert lavt strømforbruk, trådløs eller høy -temperatur sensorer for prosesskontroll, overvåking, datainnsamling og investor for oppstart av selskapet.

Copyright AZoNano.com, MANCEF.org