Они используют электрод, покрытый антителом, которое связывается с кортизолом для обнаружения, и им нужно, чтобы противоэлектрод был действительно близко, чтобы поддерживать высокую чувствительность и низкий уровень шума.
На расстоянии нескольких микрон друг от друга встречные пальцы были слишком ровными, поэтому команда создала многослойную структуру, состоящую из, начиная снизу, металл-изолятор-металл-изолятор, а затем протравила отверстия на верхней поверхности через три слоя, чтобы обнажить нижний металл. (видеть впечатление художников).
Это дало им серию колодцев с электродами, разделенными только толщиной изоляционного слоя - в данном случае 40 нм.
Доказательство концепции имеет 25 лунок в группе с нижним и верхним электродами, выведенными в противоположных направлениях, что позволяет выполнять соединения.
Для считывания требуется измерить частотный спектр импеданса, поэтому один электрод приводится в действие с помощью развертки по частоте от 1 Гц до 1 МГц, в то время как сигнал на другом электроде усиливается, а затем преобразуется до 0 Гц с помощью пары смесителей, работающих с синусоидальной и косинусной версиями. входного сигнала.
«Наш новый датчик обеспечивает точный и надежный отклик, который позволяет непрерывно считывать уровни кортизола для анализа в реальном времени», - сказал инженер-исследователь Rutgers Мехди Джаванмард. «Он имеет большой потенциал для адаптации к неинвазивному измерению кортизола в других жидкостях, таких как слюна и моча».
Этот метод позволяет избежать прикрепления молекул «меток» к кортизолу.
«Тот факт, что молекулярные метки не требуются, устраняет необходимость в таких инструментах, как оптические микроскопы и устройства для чтения планшетов, что делает приборы для считывания показаний чем-то, что вы можете в конечном итоге измерить в небольшой карманной коробке или даже когда-нибудь поместиться на браслет», - сказал Джаванмард.
Университет Рутгерса сотрудничал с Университетом Миннесоты, Миннеаполис, и Университетом Пенсильвании, Филадельфия.
Работа описана в статье «Одностадийный иммуноферментный анализ с наноканалками без этикеток для точного количественного определения гормонов стресса в сыворотке за считанные минуты», опубликованной в журнале Science Advances.