放大芯片测量高精度南浦

科学家继续提高纳米技术并寻找新用途通过使用商业半导体技术设计自定义集成电路,研究人员开发出一种设备,可测量纳米粒子差小于商业工具差小,并仅一微秒就能看到单分子穿透孔孔

纳米技术越来越普遍化, 研究者用它小化医学诊断, 快速化廉价化, 以更好地诊断疾病, 学习更多遗传特征,传感器越小越难测量-测量时间长度和精确度之间总有权衡之分当信号非常弱时 取舍特别大

由电气工程教授Ken Shepard率领的哥伦比亚工程研究团队与宾夕法尼亚大学同事一起想出方法测量薄膜内纳米粒子-丁孔,可检测单生物分子,如单生物分子脱氧核糖核酸和蛋白质-差错比商业工具少通过使用商业半导体技术设计定制集成电路,围绕新放大芯片搭建纳米粒子测量程序,微小化测量方法。自然方法.

Nanoopores令人振奋的科学家,因为他们可能导致极低成本快速脱氧核糖核酸排序纳米粒子信号非常弱, 所以关键是要尽可能干净测量

微小放大芯片直接插进纳米粒子旁边液槽中,信号非常干净,仅一微秒就能看到单分子穿孔,Jacob Rosenstein说,博士Columbia工程公司电子工程候选和首席论文作者科学家前只能看到孔中超过10微秒的分子

多单模块测量目前使用光学技术制作,光学技术使用荧光分子以特定波长释放光子光速极强,但主要限制是 单分子通常每秒只产生几千光子shapard解释,他是Rosenstein的顾问或离子测量技术 每秒可获取数十亿信号问题在于电子测量不等同于荧光波滤波,

谢帕德集团几年来对单模块测量感兴趣 看各种新手移植平台自宾夕法尼亚大学物理学教授Marija Drndic于2009年在哥伦比亚工程学院举办研讨会后,他们开始使用纳米粒子传感器工作几乎所有人都用经典电物理放大器测量纳米粒子,所以我们设计自己的集成电路

Rosenstein设计新电子技术 并做了很多实验宾夕法尼亚大学Drndic组编译Nammerpores

多组人试图减慢脱氧核糖核酸时,最敏感电子与最敏感固态纳米粒子合并

Rosenstein说道,“完全电子测量单分子非常令人兴奋”。纳米粒度量设置非常简单便捷不需要复杂显微镜或高功率工具只需要注意细节可轻易想象纳米粒子技术在未来几年内对脱氧核糖核酸排序和其他医疗应用有重大影响。”

shepard集团继续提高这些技术使用下一代设计,他说,“我们也许能再提高10X并测量仅持续100纳米秒的东西。实验室还使用基于碳纳米管晶体管的其他电子单模块技术,这些技术可拉动相似电子电路欢乐时间!

参考文献:Jacob K Rosenstein、MeniWanunu、Christopher Amerchant、Marija Drndic和Kenneth Lshapard于2012年3月18日自然方法.
DOI:10.1038/nmethic

研究资金由国家卫生院半导体研究公司 和海军研究局