Eles estão usando um eletrodo revestido com um anticorpo que se liga ao cortisol para fazer a detecção e precisavam que o contra-eletrodo estivesse realmente perto para manter a sensibilidade alta e o ruído baixo.
Com alguns mícrons de distância, os dedos interdigitados eram muito rígidos, então a equipe criou uma estrutura de sanduíche consistindo, começando na parte inferior, metal-isolador-metal-isolante, então buracos gravados na superfície superior através de três camadas para expor o metal inferior (Vejo impressão de artistas).
Isso deu a eles uma série de poços com eletrodos separados apenas pela espessura de uma camada de isolamento - 40 nm neste caso.
A prova de conceito tem 25 poços em uma matriz, com eletrodos inferior e superior conduzindo em direções opostas para permitir que as conexões sejam feitas.
A leitura requer que um espectro de frequência de impedância seja medido, então um eletrodo é conduzido por uma varredura de frequência de 1 Hz a 1 MHz, enquanto o sinal no outro eletrodo é amplificado e convertido para 0 Hz usando um par de misturadores acionados com versões de seno e cosseno do sinal de entrada.
“Nosso novo sensor produz uma resposta precisa e confiável que permite uma leitura contínua dos níveis de cortisol para análise em tempo real”, disse o engenheiro de pesquisa da Rutgers, Mehdi Javanmard. “Tem grande potencial para ser adaptado à medição não invasiva do cortisol em outros fluidos, como saliva e urina.”
A técnica evita anexar moléculas de 'etiqueta' ao cortisol.
“O fato de que rótulos moleculares não são necessários elimina a necessidade de instrumentos como microscópios ópticos e leitores de placas, tornando a instrumentação de leitura algo que você pode medir em uma pequena caixa de bolso ou mesmo caber em uma pulseira um dia”, disse Javanmard.
A Rutgers University trabalhou com a University of Minnesota, Minneapolis e a University of Pennsylvania, Philadelphia.
O trabalho é abordado em 'Imunoensaio de nanopoços sem rótulo de etapa única quantifica com precisão os hormônios do estresse sérico em minutos', um artigo publicado na Science Advances.