Pålitlig och Low Cost Medical och miljö Detection System för DNA och bakterier, Baserat på Kapacitiva elektriska sensorer

av Dr Luis Moreno-Hagelsieb

Enkla, billiga och låg enheter konsumtion krävs i medicinska tillämpningar. I Dr Luis Moreno-Hagelsieb laboratorium, har aluminiumoxid interdigitated kondensatorer har utvecklats och framgångsrikt testats på DNA-hybridisering test och på bakterier, alla av dem visar jämförbara resultat med toppmoderna befintliga standarden biologiska protokoll förfaranden som öppnar nya möjligheter till medicinska och miljömässiga tillämpningar.

Vår teknik visar högpresterande CMOS-kretsar, enkel integration av särskilda enheter, sensorer och MEMS, drift under svåra förhållanden (mikro effekt, hög temperatur, fjärr RF-länk, osv), mycket låg strömförbrukning, och breda tillämpningar inom biomedicinsk och miljösektorn. Integrering i en liten enkel att använda mät-och övervakningsutrustning har också framgångsrikt visat. Vidare våra enheter ger hög prestanda jämfört med den senaste tekniken.

I vårt laboratorium, har höga prestanda DNA-sensorer har utvecklats, dvs interdigitated kondensatorer givare med mikrobearbetning teknik, som kan användas i hälsoövervakning, biologiska och miljömässiga upptäckter.

Figur 1. CMOS-teknik interdigitated kondensatorkonstruktion struktur.

För biologiska avkänning, har interdigitated kapacitiva givare byggts på CMOS-kretsar med hjälp av Al elektroderna skyddas av en tunn (50-100 nm) högt pålitliga anodiserad aluminium skikt. Utmärkt prestanda har visats för DNA-hybridisering detektion (ner till 30 pM målkoncentrationer) och tillämpas på transkriptionsfaktor TP53 visar en lyckad diskriminering av vildtyp form av kodon 175 (175WT) jämfört med muterad form (175GA).

Figur 2. ID kondensator på DIL förpackningar placeras i kapacitans och övervakning mätutrustning.

Som bekant är bakteriell kontamination en vanlig orsak till flera sjukdomar. Staphylococcus aureus är den orsakande agent för en rad olika infektioner hos människor, inklusive sjukdomar i hud och mjukdelar och fortsätter att vara en framstående representant för sjukhusinfektioner. Vi visar här att när belagda med ett lämpligt anti-Staphylococcus aureus monoklonal antikropp (MOAB), denna enhet också möjligt att specifikt identifiera denna bakterie. Bindningen av bakterier till mikrosensorer framkalla en betydande kapacitans och konduktans förändring som är proportionell mot mängden av immobiliserade bakterier, så att en eventuell kvantitativ analys.

Figur 3. Global konduktans och kapacitans förändringar för ID Kondensator för bakterier upptäckt med Moab bara med kontrollprover och med S. aureus med koncentrationer av 1x10 9, 2x10 8, 4x10 7 CFU / ml, respektive

Figur 4. TP53 DNA Hybridisering diskriminering test med vårt interdigitated kondensatorer system.

Slutföra vårt system, var en datalogger som kan mäta och övervaka kapacitans förändringar utvecklats med hjälp av våra partners på jdt för att möjliggöra en snabb avläsning i realtid av vår enhet, därmed kan variationen registreras före och efter biologiskt test eller ens under hela processen.

Slutligen ger vår teknik MOS-enheter och flera sensorer ska integreras på samma chip (vilket framgår med vår andning övervakningssystem med temperatur och luftfuktighet avkänning parallellt), vilket öppnar för många nya nya tillämpningar med högre prestanda även i tuffa miljöer (dvs. temperatur mellan -20 till 300 ° C, hög luftfuktighet, ...) till lägre kostnad, lägre effektförbrukning och högre integration i ett trådlöst system.

Vår design är nu i det skede av skapandet av en spin-off som kommer att baseras på denna enhet samt fler MEMS och SOI sensorer och kretsar. Denna ansökan är lovande med hänsyn till den stora mängden av test som görs, mer än 9.000 miljoner görs under 2007 i Europa (300 miljoner i Belgien). Den förväntade initiala produktionen beräknas i 100.000 sensorer.

Partnerskap behövs: industri och forskning organisation, partners för sensorerna produktion (inklusive förpackning), kit Fabricator att integrera vår enhet för en snabb elektrisk mätning, distributörer speciellt för våra UV-sensorer, industri med behov inom elektronisk miniatyriserade strömsnål, trådlös eller hög -temperaturgivare för processtyrning, övervakning, datainsamling och investerare för starten av bolaget.

Copyright AZoNano.com, MANCEF.org