يقوم فريق بحث بقيادة الدكتورة لاريسا بارابان في مركز هلمهولتز دريسدن-روسندورف (HZDR) بتطوير أجهزة وأنظمة استشعار حيوي ذكية ومصغرة باستخدام المواد النانوية لتحديد الجزيئات الحيوية والخلايا، وكذلك التفاعلات أو العمليات الكيميائية الحيوية كعلامات للأمراض. في منشور حديث في Biosensors and Bioelectronics، يصف الفريق تطوير نظام اختبار محمول بحجم راحة اليد يمكنه إجراء ما يصل إلى 32 تحليلًا للعينة في وقت واحد.
أحد المتغيرات التي يبحث فيها بارابان من معهد HZDR لأبحاث السرطان الإشعاعي مع فريقها هو الكشف عبر ترانزستورات التأثير المجالي (FET) من مجال الإلكترونيات. مبدأ العمل بسيط: يتدفق تيار كهربائي محدد من أ إلى ب. يمكن تنظيم هذا التيار بواسطة الجهد الكهربائي على سطح بوابة تعمل كصمام دقيق ومستمر. ترتبط الجزيئات الحيوية ذات الصلة بالمرض بسطح البوابة، مما يغير الجهد الكهربائي وبالتالي شدة التيار. إذا لم يكن هناك تغيير كبير في التيار، فهذا يعني أنه لم ترتبط أي جزيئات حيوية بسطح المستشعر. وعلى العكس من ذلك، فإن التغيير في التيار يعني أن الجزيئات الحيوية المتعلقة بالمرض موجودة على سطح المستشعر. يمكن تصميم أجهزة الاستشعار الحيوية هذه للكشف عن جزيئات حيوية مختلفة بشكل خاص. تسبب مسببات الأمراض المختلفة جهودًا كهربائية مختلفة وبالتالي شدة تيار مختلفة. لذلك، تسبب الخلايا السرطانية شدة تيار مختلفة عن فيروس الأنفلونزا، على سبيل المثال.
المنشور الأصلي:
Ž. Jani?ijevi?, T.-A. Nguyen-Le, A. Alsadig, I. Cela, R. Zilenaite, T. H. Tonmoy, M. Kubeil, M. Bachmann, L. Baraban: Multiplexed extended gate field-effect transistor biosensor with gold nanoantennae as signal amplifiers, Biosensors and Bioelectronics, 2023 (DOI: 10.1016/j.bios.2023.115701)
