Cảm biến sinh học dùng transistor hiệu ứng trường dây nano silicon

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

Thêm vào BST

Báo xấu

12
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Cảm biến sinh học dùng transistor hiệu ứng trường dây nano silicon trình bày cơ chế cơ bản của hệ cảm biến dùng dây nano Silicon và các quy trình chế tạo dây nano, kênh dẫn lỏng PDMS, cũng như các kỹ thuật bề mặt hóa.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Cảm biến sinh học dùng transistor hiệu ứng trường dây nano silicon

34 Nguyễn Linh Nam CẢM BIẾN SINH HỌC DÙNG TRANSISTOR HIỆU ỨNG TRƯỜNG DÂY NANO SILICON SILICON NANOWIRE FIELD EFECT TRANSISTORS BASED BIOSENSORS Nguyễn Linh Nam Trường Cao Đẳng Công Nghệ, Đại Học Đà Nẵng; Email: nlnam911@dct.udn.vn Tóm tắt - Transistor hiệu ứng trường dây nano Silicon được sử Abstract - Silicon-On-Insulator based nanowire ﬁeld-effect- dụng để phát hiện các phân tử điện tích trên bề mặt dây thông qua transistors were used to detect the molecular charges on the wire sự thay đổi độ dẫn của dây. Cảm biến này có tiềm năng ứng dụng surface by measuring the changes of the wire conductance. The y học với nhiều ưu điểm: phát hiện trực tiếp, truyền tín hiệu theo sensors hold a great potential for various biomedical applications thời gian thực, độ nhạy cao với yêu cầu tối thiểu cho việc phát hiện due to their intrinsic advantages in many aspects including a direct, các phân tử mục tiêu, khả năng xử lý song song, và không cần quá real-time electrical signal transduction, high sensitivity with minimal trình đánh dấu mẫu. Ở đây, chúng tôi trình bày cơ chế cơ bản của requirement of the target molecules, capability for multiplex parallel hệ cảm biến dùng dây nano Silicon và các quy trình chế tạo dây processing, and requiring no tedious sample labeling process nano, kênh dẫn lỏng PDMS, cũng như các kỹ thuật bề mặt hóa. Here, we presented the underlying mechanism of using nanowires Các kết quả thực nghiệm cho thấy độ nhạy điện tích rất cao của for biomolecule sensing and addressed fabrication processes dây nano cho phép phát hiện sự liên kết lai hợp giữa các phân tử including: nanowire, PDMS microfluidic channel, and surface DNA với chiều dài ngắn đến 15 m với độ chính xác rất cao. Đồng modification techniques. The experimental results showed that the thời, các kết quả ứng dụng transistor hiệu ứng trường dây nano high charge sensitivity of the nanowires allowed real time detection Silicon để phát hiện phân tử sinh học từ protein cho đến các cá thể of hybridization of ssDNA with lengths as short as 15mer, and with vi rút được thảo luận. high degree of speciﬁcity. Furthermore, demonstrations of using silicon nanowire field-efect-transistors as a detector for a wide- range of biological and chemical species, from protein down to the ultimate level of single virus were discussed. Từ khóa - dây Nano Silicon, transistor hiệu ứng trường, cảm biến Key words - silicon nanowire, field-efect-transistor, biosensor, sinh học, phát hiện phân tử sinh học, DNA, protein, vi rút. biomolecule detection, DNA, protein, virus. 1. Giới thiệu Nguyên lý cơ bản của hệ cảm biến dây nano Silicon được Mối quan hệ tự nhiên giữa công nghệ nano và khoa học dựa trên cấu trúc FETs, trong đó dây nano sẽ là kênh dẫn sự sống có thể được thể hiện theo nhiều khía cạnh khác điện tích được nối ở hai đầu với điện cực nguồn (Source- nhau, tuy nhiên mối quan hệ đơn giản nhất đó chính là sự S) và máng (Drain-D), lượng điện tích di chuyển qua dây tương đồng về kích thước cũng như cấu trúc thông thường được điều khiển bởi điện cực thứ ba gọi là điện cực cổng của các phân tử sinh học như DNA, protein hay vi rút với (Gate-G). Dựa trên nguyên lý hoạt động này, việc phát hiện các vật liệu có cấu trúc nano như chấm lượng tử, dây nano các phân tử sinh học dùng dây nano được mô tả như trong hay ống nano carbon. Chính sự tương đồng này dẫn đến sự Hình 1. Khi phần tử sinh học tạo liên kết với thụ kháng thể ứng dụng ngày càng sâu rộng khoa học và kỹ thuật nano sẽ tạo ra sự thay đổi điện tích trên bề mặt dây và có tác trong việc phát hiện cũng như chữa trị bệnh. Phát hiện và động như thay đổi giá trị điện áp cổng, dẫn đến sự thay đổi đánh giá các phần tử sinh học đóng vai trò rất lớn trong y mật độ hạt dẫn ở trên dây hay độ dẫn của dây sẽ thay đổi học, từ việc xác định bệnh cho đến chế tạo ra các loại thuốc khỏi giá trị ban đầu khi chưa có liên kết phần tử sinh học- điều trị. Các cấu trúc nano như ống nano carbon [1, 2], dây thụ kháng thể xảy ra [7,9,10]. nano [3, 4], hay hạt nano [5] với các đặc tính điện tử, quang tử, từ tính riêng biệt giúp tạo ra nhiều phương pháp tiếp cận và giải quyết các vấn đề y học khác nhau từ phát hiện protein [6], vi rút [7] và DNA [8], cũng như nghiên cứu, chế tạo các hệ thống phân phối thuốc mới. Trong những năm gần đây, phát hiện điện tử của phân tử sinh học trong dung môi bằng dây nano là một trong những chủ đề nghiên cứu rộng rãi trong lĩnh vực này. Hệ thống cảm biến sinh học dựa trên các thiết bị dùng dây nano có thể cho kết quả nhanh chóng, chính xác, chi phí thấp, và việc phân tích thông lượng cao của quá trình phản ứng sinh học cho thấy tiềm năng lớn của nó trong các ứng dụng thương mại [9]. Hình 1. Sơ đồ mô tả hệ cảm biến SiNW-FETs loại n với thụ kháng Đặc biệt, dây nano làm bằng vật liệu silicon (Silicon thể được cố định trên bề mặt dây. Khi phần tử sinh học tạo liên Nanowires-SiNWs) chế tạo theo cấu trúc transistor hiệu kết với thụ kháng thể sinh ra điện tích âm trên bề mặt dây và làm ứng trường (Field Effect Transistors-FETs) cho thấy tiềm giảm độ dẫn điện của dây năng ứng dụng rất lớn trong các hệ cảm biến sinh học. Điều Trong bài báo này, tác giả sẽ mô tả nguyên lý cảm biến này có được bởi SiNWs có các ưu điểm nổi bật như tỉ số sinh học dùng dây nano silicon, quá trình chế tạo thiết bị cũng bề mặt/thể tích lớn, độ nhạy cao, hiển thị kết quả trực tiếp, như trình bày một số kết quả nghiên cứu về việc phát hiện sự khả năng xử lý tín hiệu song song, các bước chuẩn bị mẫu liên kết lai hợp (hybridization) trong các phân tử DNA. Đồng đơn giản, không cần đánh dấu mẫu, cũng như chi phí thấp. thời bài báo cũng cung cấp tóm tắt một số kết quả nghiên cứu
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 11(84).2014, QUYỂN 2 35 khác về việc phát hiện các phân tử sinh học như protein, vi rút axít cholic (C24H40O5, Fluka, Biochemika, độ tinh khiết ≥ dựa trên hệ cảm biến sinh học dùng SiNW-FETs. 99%) và alcohol tại nhiệt độ 27ºC trong 12 tiếng để hình thành nhóm –OH trên bề mặt SiO2 của dây nano; Dây nano 2. Vật liệu và phương pháp sau đó tiếp tục được bề mặt hoá trong dung dịch chứa 2% Dây nano Silicon gồm 2 loại khác nhau tùy vào hạt dẫn APTES (Sigma-Aldrich, độ tinh khiết ≥ 99%) và acetone chính là electron hoặc lỗ trống (hole). Nếu hạt dẫn chính là tại nhiệt độ 80ºC trong 12 tiếng để hình thành một lớp phân electron thì dây là loại n, còn ngược lại thì dây là loại p. tử APTES với nhóm –NH2 trên bề mặt dây; Sau đó toàn bộ Hình 2a hiển thị hình ảnh thực tế của bản mạch trong đó bản mạch được rửa sạch bằng nước cất và xấy khô bằng dây nano Silicon loại p được chế tạo tại vị trí trung tâm của khí N2 để loại bỏ các phân tử APTES chưa liên kết với bề mạch, mỗi dây được nối với các điện cực kim loại Au/Ni mặt; Cuối cùng bản mạch sẽ được nung tại 110ºC trong 1 tại hai đầu dây dùng để đo dòng điện chạy trực tiếp qua dây tiếng để loại bỏ độ ẩm [12]. Việc khảo sát đặc tính dòng- Quá trình chế tạo này gồm các bước như sau: trước nhất kỹ áp (ID-VD và ID-VG) của dây nano cũng như đo xác định sự thuật quang khắc chuẩn và ăn mòn vật liệu bằng plasma thay đổi độ dẫn điện của dây khi có sự thay đổi điện tích (inductively coupled plasma (ICP) etching) được dùng để trên bề mặt dây được thực hiện bằng hệ đo dòng-áp bao chế tác đường dẫn kích thước µm trên một bản mạch dùng gồm: Bộ khuếch đại tín hiệu được chế tạo với độ nhiễu rất đế Silicon-On-Insulator (SOI) có chiều dày khoảng thấp (~10fA); Các tín hiệu dòng-áp vào/ra bộ khuếch đại 550µm; tiếp sau bằng kỹ thuật cấy ion Boron trên một vùng được cấp/thu thông qua thiết bị DAQ (Data Acquisition) xác định tại trung tâm bản mạch nơi dây nano sẽ được hình có cổng giao tiếp với máy tính; Quá trình đo được điều thành sau đó, chùm ion năng lượng 11KeV được chiếu trên khiển thông qua các chương trình được viết bằng phần bề mặt Silicon để tạo ra một lớp pha tạp B(Boron)-Si (để mềm Labview. hình thành dây Silicon loại p) dày khoảng 20 nm với mật độ hạt pha tạp B khoảng 2 × 1014/cm2; dây nano được hình thành bằng kỹ thuật quang khắc chùm electron và khắc ICP tại vùng pha tạp hạt B; sau đó dây nano sẽ được oxy hóa bề mặt trong buồng nhiệt 900ºC để tạo ra một lớp SiO2 dày khoảng 10nm, lớp điện môi này có công dụng cách điện giữa dây nano Silicon với dung môi trong quá trình thực hiện cảm biến; sau cùng các đường dẫn điện cũng như các điện cực kim loại Au/Ni sẽ được hình thành bằng kỹ thuật bóc hơi kim loại trong buồng chân không, kích thước của Ni và Au lần lượt là 10 nm và 50nm. Hình 2b là ảnh SEM (Scanning Electron Microscope) cho thấy dây nano Silicon được nối ở hai đầu với các điện cực nguồn và máng. Điện cực cổng được chế tác tại mặt sau của đế Silicon. Sơ đồ mô tả cấu trúc SiNW-FET được thể hiện hoàn chỉnh trong Hình 2c. Hình 2d thể hiện sự thay đổi của dòng điện chạy Hình 2. (a) Hình ảnh thực tế của bản mạch trên đế Si trong đó có qua dây (ID) dưới tác động của điện áp cổng (VG) tại các 8 SiNWs tại trung tâm với mỗi dây được nối với các điện cực kim loại Au/Ni ở hai đầu dây để đo dòng điện chạy qua dây. Điện cực mức điện áp máng-nguồn khác nhau, kết quả cho thấy giá cổng được chế tạo ở mặt sau của đế. (b) Hình ảnh SEM cận cảnh trị dòng điện càng tăng khi càng tăng VG theo chiều âm. dây nano với chiều rộng 200 nm và chiều dài 3 mm được nối với Điều này cho thấy dây nano Silicon được chế tạo có đặc hai điện cực nguồn và máng. (c) Sơ đồ khối mô tả cấu trúc SiNW- tính của loại bán dẫn p (bởi pha tạp B). Kết quả khảo sát FET. (d) Đặc tính ID-VG của dây nano Silicon loại p tại các mức đặc tính dòng-áp của các dây nano với các kích thước khác điện áp đặt khác nhau từ -1V đến 1V. (e) Đặc tính ID-VG của các nhau được thể hiện trong Hình 2e cho thấy sự ổn định trong dây nano Silicon với các kích thước khác nhau từ 70 nm đến 800nm. quá trình hoạt động của SiNW-FETs. 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận Để có thể phát hiện các phân tử sinh học như DNA, protein hay vi rút, dây nano được đặt vào bên trong một 3.1. Phát hiện DNA kênh-µm dẫn lỏng (microfludic channel) làm bằng Quá trình phát hiện được sự lai hợp tạo liên kết hydro polydimethylsiloxane (PDMS). Kênh PDMS này được chế giữa các nucleotide trong phân tử DNA được mô tả trong tạo bằng cách sử dụng khuôn đúc làm từ vật liệu cản quang Hình 3c. Để có thể phát hiện sự lai tạp này, trước hết dây SU8 [11]. Hình 3a là hình ảnh thực tế của kênh µm-PDMS nano với nhóm –NH2 trên bề mặt được phản ứng với hợp với chiều cao 8µm và chiều rộng 10µm đặt trên bản mạch chất glutaraldehyde (CH2(CH2CHO)2, 25%, pH=7.4) để có dây nano; Còn Hình 3b mô tả cách thức dung môi tạo thành liên kết –CONH- khi đó một cực liên kết với chuyển dịch vào và ra trong quá trình thực hiện việc phát APTES và để cực còn lại tạo liên kết cố định chuỗi đơn hiện các phân tử sinh học thông qua hai ống dẫn lỏng làm ssDNA (single strain DNA). Ở đây chuỗi đơn 15mer-poly bằng nhựa dẽo Teflon với đường kính ống khoảng 800µm. T ssDNA được chọn để cố định trước trên dây nano với Để có thể dùng dây nano hoạt động như một cảm biến sinh mục đích phát hiện sự lai hợp với 15A-ssDNA được thực học, dây nano được chuyển đổi đặc tính hoá học trên bề hiện sau này. Hình 3d trình bày sự thay đổi giá trị điện trở mặt bằng hợp chất APTES (C9H23NO3Si). Quá trình bề mặt của dây nano Silicon loại n với kích thước 70nm với 15T- hoá như sau: Bản mạch với dây nano Silicon được oxy hoá ssDNA cố định trên bề mặt dây theo thời gian. Ban đầu dây bề mặt bằng cách ngâm dây nano trong dung dịch chứa 2% nano này được nhúng trong dung môi đệm với nồng độ
36 Nguyễn Linh Nam pH=8 bằng cách bơm dung môi này trên bề mặt dây thông bơm vào để đẩy dung dịch 15C-ssDNA ra để tạo môi qua kênh µm-PDMS. Với điện áp đặt vào cực máng trường ổn định trước khi bơm dung dịch có chứa 15A- VD=1V và điện áp cực cổng VG=15V để SiNW-FET hoạt ssDNA vào. Tại t=2700s, dung dịch có chứa 15A-ssDNA động ở trạng thái dẫn tích cực nhằm đảm bảo độ nhạy điện với nồng độ 20pM được bơm vào trên bề mặt của dây, lúc tích cho dây, chúng ta thấy lúc này giá trị điện trở của dây này ta thấy điện trở của dây lập tức gia tăng lên giá trị khoảng 412MΩ. Tại t=100s dung dịch chứa chuỗi đơn khoảng 416MΩ. Sự thây đổi này là do 15A hình thành liên 15C-ssDNA với nồng độ 20pM được bơm vào bề mặt dây kết hydro với 15T cố định trên bề mặt dây làm gia tăng mật qua kênh µm-PDMS, lúc này giá trị điện trở của dây hầu độ điện tích âm trên bề mặt dây. Điều này tương đương với như không thay đổi và giữ ổn định ở mốc 411MΩ. Kết quả việc giảm giá trị điện áp cổng (lúc này giá trị điện áp VG này là do nucleotide C không tạo liên kết hydro với giảm xuống 14.4V) làm giảm mật độ hạt dẫn electron ở nucleotide T (đang cố định trên bề mặt dây). Vì không xảy trong dây loại n nên độ dẫn điện của dây giảm hay giá trị ra phản ứng giữa 15C và 15T nên không có sự thay đổi điện điện trở của dây tăng như chúng ta vừa thấy. Kết quả thực tích trên bề mặt dây hay không có sự thay đổi mật độ hạt nghiệm này cho thấy, hệ cảm biến sinh học SiNW-FETs có dẫn ở trong dây, do đó điện trở hay độ dẫn của dây sẽ không khả năng phát hiện chọn lọc sự lai tạp diễn ra giữa các đổi. Đến t=2000s dung dịch dung môi đệm pH=8 lại được chuỗi ssDNA. Hình 3. (a) Hình ảnh thực tế của kênh µm-PDMS. (b) Sơ đồ mô tả sự chuyển dịch vào và ra của dung môi trong quá trình thực hiện việc phát hiện các phân tử sinh học. (c) Quá trình phát hiện sự lai tạp giữa DNA 15T ssDNA và 15A ssDNA bằng dây nano Silicon được bề mặt hóa bằng APTES. (d) Sự thay đổi điện trở của dây nano Silicon loại n tương ứng với các mốc thời gian mà tại đó có sự bơm vào kênh µm-PDMS các loại dung môi khác nhau như 15C ssDNA, chất đệm và 15A ssDNA. 3.2. Phát hiện protein gia tăng hiệu quả cho quá trình điều trị ung thư. Ở đây, trong nhiệm vụ nghiên cứu này, các tác giả trình bày việc xác định loại kháng nguyên đặc hiệu tiền liệt tuyến phù hợp (prostate specific antigen-PSA) bằng hệ cảm biến SiNW- FETs, một phần kết quả nghiên cứu này được trình bày ở trong Hình 4. Theo đó hai dây nano Silicon loại p được dùng cho việc phát hiện thụ kháng thể phù hợp với PSA: Dây thứ 1 được bề mặt hóa bằng thụ kháng thể Ab1 còn dây thứ 2 được bề mặt hóa bằng ethanolamine. Phân tích kết quả từ phản ứng của NW1 cho thấy PSA tạo liên kết tốt với Ab1 cho dù nồng độ của PSA là rất nhỏ, trong khi đó dung dịch với nồng độ rất cao BSA lại hầu như không tác động làm thay đổi độ dẫn điện của dây. Do dây NW2 được Hình 4. Sự thay đổi độ dẫn của hai dây nano Silicon loại p theo thời bề mặt hóa bằng ethanolamine nhằm bảo vệ sự liên kết với gian, trong đó NW1 được bề mặt hoá với thụ kháng thể của PSA là PSA, nên chúng ta thấy rằng độ dẫn điện của dây này hầu Ab1 còn NW2 được bề mặt hoá bằng ethanolamine nhằm ngăn việc như không thay đổi trong suốt quá trình chuyển dịch các tạo liên kết với protein. Các thời điểm (1) 9 pg/ml PSA; (2) 1 pg/ml PSA; (3) 10µg/ml BSA; (4) hổn hợp 1ng/ml PSA và 10µg/ml PSA loại dung môi khác nhau qua bề mặt dây. Kết quả này cho Ab1. Kết quả được trích dẫn tại tài liệu tham khảo số 6. thấy sự thành công trong việc dùng dây nano Silicon cho việc phát hiện chọn lọc các chỉ số sinh học trong các loại Các kết quả nghiên cứu gần đây về gen và protein làm protein cho các ứng dụng y học. sáng tỏ nhiều chỉ số sinh học tạo bước đột phá cho việc chẩn đoán và điều trị các bệnh mãn tính như là ung thư. 3.3. Phát hiện vi rút Việc phát hiện sớm các triệu chứng sinh học liên quan đến Để khảo sát giới hạn về độ nhạy của hệ cảm biến SiNW- các giai đoạn phát triển khác nhau của mầm bệnh sẽ giúp FETs, nghiên cứu phát hiện từng vi rút riêng rẽ được thực
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 11(84).2014, QUYỂN 2 37 hiện. Như chúng ta đã biết vi rút gây ra rất nhiều căn bệnh 4. Kết luận cho con người, cho nên việc nghiên cứu xác định các chủng Trong bài báo này, chúng tôi đã trình bày nguyên lý vi rút sẽ đóng góp rất lớn cho việc phòng chống và điều trị phát hiện các phân tử sinh học bằng cấu trúc SiNW-FETs: bệnh do vi rút gây ra. Nguyên lý phát hiện vi rút cũng tương Các thụ kháng thể được gắn cố định trên dây bằng các kỹ tự như đối với DNA hay protein, khi vi rút liên kết với thụ thuật bề mặt hóa để tạo liên kết với các phân tử sinh học; kháng thể trên bề mặt dây nano dẫn đến sự tăng/giảm điện Sự liên kết này làm thay đổi điện tích bề mặt dây và tác tích bề mặt và tác động thay đổi độ dẫn điện của dây. Trong động làm thay đổi độ dẫn điện của dây. Các kết quả nghiên nghiên cứu này, các tác giả sử dụng hệ cảm biến SiNW- cứu cho thấy hệ cảm biến sinh học này có nhiều ưu điểm FETs để phát hiện sự có mặt của các cá thể vi rút cúm A như phát hiện trực tiếp và thời gian thực, độ nhạy cao, trong dung môi với nồng độ 100 vi rút/µl. Kết quả nghiên chuẩn bị và đánh dấu mẫu đơn giản, khả năng tích hợp cứu này được trình bày ở Hình 5, theo đó dây nano Silicon mạch cho ứng dụng trong thực tế. Dây nano Silicon cho loại p được bề mặt hóa bằng các thụ kháng thể của vi rút thấy khả năng phát hiện nhiều phân tử sinh học khác nhau cúm A là hemagglutinin để có thể tạo liên kết với cá nhân như DNA, protein, hay vi rút. Điều này cho thấy khả năng từng vi rút cúm A. Kết quả khảo sát độ dẫn điện được thực ứng dụng rất lớn của hệ cảm biến này trong ngành y học từ hiện đồng thời với việc quan sát trực tiếp vi rút dưới kính việc chẩn đoán bệnh, thử nghiệm thuốc điều trị,…đồng thời hiển vi quang học. Chúng ta thấy rằng tại thời điểm ban cũng là một công cụ đắc lực hỗ trợ cho các nghiên cứu y đầu, khi SiNW-FET được cấp nguồn VD dương và VG có khoa. Kết quả nghiên cứu được thực hiện tại phòng thí giá trị âm để hoạt động trong vùng dẫn tích cực và bề mặt nghiệm trọng điểm về khoa học và công nghệ nano và dây được ngâm trong dung môi đệm, độ dẫn của dây ổn phòng thí nghiệm điện tử lượng tử thuộc viện vật lý, viện định tại giá trị 2090nS. Tại thời điểm 1 dung môi đệm được hàn lâm Sinica Đài Loan. đưa ra và dung dịch có 100 vi rút cúm A/µl được bơm vào bề mặt dây thông qua kênh µm-PDMS. Khi một vi rút cúm TÀI LIỆU THAM KHẢO: A tạo liên kết với thụ kháng thể hemagglutinin cố định ở trên bề mặt dây giá trị dẫn điện của dây lập tức thay đổi, độ [1] J. C. Robert, C. C. Hee, B. Sarunya, Y. Erhan, X. Tang, Q. Wang, Y. Chang, H. Dai, “An Investigation of the Mechanisms of dẫn giảm xuống 2070nS (thời điểm 2). Sự giảm độ dẫn này Electronic Sensing of Protein Adsorption on Carbon Nanotube là do vi rút tạo liên kết với thụ kháng thể sinh ra điện tích Devices”, J. Am. Chem. Soc., 126, 1563-1568(2003). dương trên bề mặt dây và có tác động làm giảm giá trị điện [2] R. J. Chen, S. Bangsarunyip, K. A. Drouvalakis, N.W. S. Kam, M. áp cổng VG về chiều dương. Điều này làm giảm mật độ hạt Shim, L. Yiming, W. Kim, P. J. Utz, H. Dai, “Noncovalent functionalization of carbon nanotubes for highly specific electronic dẫn lỗ trống ở trong dây loại p nên độ dẫn điện của dây biosensors”, PNAS, 100, 4984(2003). giảm như chúng ta vừa thấy trong kết quả đo. Tại thời điểm [3] M. C. Lin, C. J. Chu, L. C. Tsai, H. Y. Lin, C. S. Wu, X Y. P. Wu, 3, khi dung dịch đệm được bơm vào để đẩy vi rút ra khỏi Y. N. Wu, D. B. Shieh, Y. W. Su, C. D. Chen, “Control and bề mặt dây, độ dẫn của dây lập tức trở lại giá trị ban đầu. Detection of Organosilane Polarization on Nanowire Field-Effect Quá trình diễn ra tương tự tại các thời điểm 4, 5 và 6 cho Transistors”, Nano Lett., 7, 3656-3661(2007). thấy sự ổn định trong quá trình hoạt động của hệ cảm biến. [4] A. K. Wanekaya, W. Chen, N. V. Myung, A. Mulchandani, “Nanowire-Based Electrochemical Biosensors”, Electroanalysis, Kết quả này cho thấy hệ cảm biến SiNW-FETs có độ nhạy 18, 533–550(2006) rất cao và cho kết quả phản ứng với độ chuẩn xác trong [5] P. Alivisatos, “The use of nanocrystals in biological detection”, Nat. việc phát hiện đến mức các đơn phân tử vi rút. Biotechnol., 22, 47-52(2004). [6] G. Zheng, F. Patolsky, Y. Cui, W. U. Wang, C. M. Lieber, “Multiplexed electrical detection of cancer markers with nanowire sensor arrays”, Nat. Biotechnol., 23, 1294-1301(2005). [7] F. Patolsky, G. Zheng, O. Hayden, M. Lakadamyali, X. Zhuang, C. M. Lieber, “Electrical detection of single viruses”, PNAS, 101, 14017-14022(2004). [8] Z. Li, Y. Chen, X. Li, T. I. Kamins, K. Nauka, and R. S. Williams, “Sequence-speciﬁc label-free DNA sensors based on silicon nanowires”, Nano Lett., 4, 245–248(2004). [9] P. R. Nair, M. A. Alam, “Design considerations of silicon nanowire biosensors”, IEEE Transactions On Electron Devices, 54, 3400(2007). [10] G. Shalev, G. Landman, I. Amit, Y. Rosenwaks, I. Levy,, “Specific and label-free femtomolar biomaker detection with an electrostatically formed nanowire biosensor”, NGP Asia Matter., 5, 1(2013). [11] K. S. Ryu, X. Wang, K. Shaikh, C. Liu, “A Method for Precision Patterning of Silicon Elastomer and Its Applications”, Journal of Microelectromechanical Systems, 13, 568–575(2004). [12] J. Xiang, P. Zhu, Y. Masuda, K. Koumoto, “Fabrication of Self- Assembled Mono-layers and Inorganic Mocropattern on Flexible Hình 5. Sự thay đổi độ dẫn của dây nano Silicon loại p theo thời Polymer Substrate”, Langmuir, 20, 3278-3283(2004). gian. Các thời điểm từ 1-6 tương ứng với các ảnh hiển vi quang học ở bên dưới. Kết quả được trích dẫn tại tài liệu tham khảo số 7. (BBT nhận bài: 26/02/2014, phản biện xong: 10/04/2014)