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Sensorik

PoC-ID

Carbon-Nanomembranen können als Nanointerposer verwendet werden, um Sensoroberflächen durch Immobilisierung von Fängermolekülen zu funktionalisieren. Da CNMs dünn genug sind, ist es möglich, Wechselwirkungen der Fängermoleküle auf der Oberseite durch den darunter liegenden Sensor nachzuweisen.

Detektionssysteme, die diese Strategie anwenden, können Marker-frei sein, z. B. basierend auf Brechungsindex (Oberflächenplasmonenresonanz, Ringresonatoren, Ellipsometrie), Ladung (Feldeffekttransistoren, elektrochemische Impedanz), Massenänderung (Quarzkristall-Mikrowaage, mikroelektromechanische Systeme), Oberflächenspannung (Cantilever-Biosensoren) oder basierend auf optischer Auslesung (Fluoreszenz, Absorption und Lumineszenz) bei Verwendung mit markierten Molekülen.

Wir entwickelten dieses Konzept im europäisch geförderten PoC-ID-Projekt, bei dem wir Aptamere über den CNM-Nanointerposer auf der Oberfläche eines neu entwickelten Graphen-Feldeffekttransistors immobilisierten und damit zwei anspruchsvolle Probleme lösten:

  • die chemische Funktionalisierung einer Graphenoberfläche, ohne die einzigartige elektronische Struktur des Graphens zu beeinträchtigen
  • Immobilisierung von Aptameren an einer Oberfläche unter Beibehaltung ihrer einzigartigen dreidimensionalen Struktur und damit ihrer spezifischen Bindungseigenschaften an die Zielmoleküle (siehe Application Note).