Статья

Система терморегуляции для биосенсоров на основе полевых транзисторов с каналом-нанопроводом

Г. В. Нибудин$^1$, И. И. Циняйкин$^1$, Г. В. Преснова$^2$, М. Ю. Рубцова$^2$, А. А. Попов$^1$, П. О. Михайлов$^1$, А. С. Трифонов$^1$, О. В. Снигирев$^1$, В. А. Крупенин$^1$, Д. Е. Преснов$^{1,3}$

Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 2024. № 1. 2410701

Статья

Аннотация

В работе продемонстрирована система терморегуляции с обратной связью для биосенсоров на основе полевых транзисторов с каналом-нанопроводом, обеспечивающая контроль и поддержание необходимого температурного режима в биоаналитических исследованиях. Элементы системы, включающие полевые транзисторы с каналом-нанопроводом, температурные сенсоры и нагреватели, изготавливались на одном чипе с использованием процессов электронно-лучевой литографии, реактивно-ионного травления и высоковакуумного напыления. Разработана и изготовлена специализированная электроника для контроля и поддержания температуры. Проведены измерения зависимости показаний термометров от мощности нагрева, хорошо согласующиеся с результатами численного моделирования. Проведена демонстрация системы терморегуляции с обратной связью, обеспечивающая установление заданной температуры в диапазоне от 30 до 70 градусов за 18 сек в жидкостной среде. Демонстрация системы с терморегулятором для детектирования нуклеиновых кислот была проведена с использованием синтетической одноцепочечной ДНК, представляющей собой фрагмент гена бактерии Escherichia coli. Минимально детектируемый отклик наблюдался для образца с концентрацией 3 фМ.

Поступила: 19 ноября 2023

Статья подписана в печать: 5 марта 2024

PACS:

87.85.fk Biosensors
62.23.Hj Nanowires
81.07.Gf Nanowires
85.30.Tv Field effect devices

English citation: Thermoregulation system for biosensors based on field-effect transistors with a nanowire channel

G. V. Nibudin, I. I. Tsiniaikin, G. V. Presnova, M. Yu. Rubtsova, A. A. Popov, P. O. Mikhailov, A. S. Trifonov, O. V. Snigirev, V. A. Krupenin, D. E. Presnov

Авторы

Г. В. Нибудин$^1$, И. И. Циняйкин$^1$, Г. В. Преснова$^2$, М. Ю. Рубцова$^2$, А. А. Попов$^1$, П. О. Михайлов$^1$, А. С. Трифонов$^1$, О. В. Снигирев$^1$, В. А. Крупенин$^1$, Д. Е. Преснов$^{1,3}$
$^1$Московский государственный университет имени М.\,В. Ломоносова, физический факультет, лаборатория "Криоэлектроника"\
$^2$Кафедра химической энзимологии, Химический факультет, МГУ имени М.В. Ломоносова,\
$^3$Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д.В. Скобельцына (НИИЯФ МГУ)

Выпуск 1, 2024

Moscow University Physics Bulletin

Бюллетень «Новости науки» физфака МГУ

Это новое информационное издание, целью которого является донести до сотрудников, студентов и аспирантов, коллег и партнеров факультета основные достижения ученых и информацию о научных событиях в жизни университетских физиков.