Stanno usando un elettrodo rivestito di un anticorpo che si lega al cortisolo per eseguire il rilevamento e avevano bisogno che il controelettrodo fosse molto vicino per mantenere alta la sensibilità e basso il rumore.
A pochi micron di distanza, le dita interdigitate erano troppo dritte, quindi il team ha creato una struttura a sandwich composta da, partendo dal basso, metallo-isolante-metallo-isolante, quindi fori incisi nella superficie superiore attraverso tre strati per esporre il metallo inferiore (vedere impressione di artisti).
Questo ha dato loro una serie di pozzi con elettrodi separati solo dallo spessore di uno strato isolante - 40 nm in questo caso.
Il proof-of-concept ha 25 pozzetti in un array, con gli elettrodi inferiore e superiore che si diramano in direzioni opposte per consentire le connessioni.
La lettura richiede la misurazione di uno spettro di frequenza di impedenza, quindi un elettrodo è pilotato da uno sweep di frequenza da 1Hz a 1MHz, mentre il segnale all'altro elettrodo viene amplificato e poi convertito a 0Hz utilizzando una coppia di mixer pilotati con le versioni seno e coseno del segnale in ingresso.
"Il nostro nuovo sensore produce una risposta accurata e affidabile che consente una lettura continua dei livelli di cortisolo per l'analisi in tempo reale", ha affermato Mehdi Javanmard, ingegnere di ricerca di Rutgers. "Ha un grande potenziale per essere adattato alla misurazione non invasiva del cortisolo in altri fluidi come la saliva e l'urina".
La tecnica evita di attaccare molecole di "etichetta" al cortisolo.
"Il fatto che le etichette molecolari non siano necessarie elimina la necessità di strumenti come microscopi ottici e lettori di lastre, rendendo la strumentazione di lettura qualcosa che puoi misurare in definitiva in una piccola scatola tascabile o persino adattarla un giorno a un braccialetto", ha affermato Javanmard.
La Rutgers University ha lavorato con l'Università del Minnesota, Minneapolis e l'Università della Pennsylvania, Philadelphia.
Il lavoro è trattato in "Il saggio immunologico in nanopozzetti senza etichetta in un unico passaggio quantifica accuratamente gli ormoni dello stress sierico in pochi minuti", un articolo pubblicato su Science Advances.