Biosensores con transistores de efecto campo basados en nanotubos de carbono

Abstract

[EN]: Carbon nanotube transistor arrays (CNTFETs) were used as biosensors to detect DNA hybridization and to recognize two anabolic steroids, stanozolol (Stz) and methylboldenone (MB). Single strand DNA and antibodies specific for STz and MB were immobilized on the carbon nanotubes (CNTs) in situ in the device using two different approaches: direct noncovalent bonding of antibodies to the devices and covalently trough a polymer previously attached to the CNTFETs. A new approach to ensure specific adsorption of the biomolecules to the nanotubes was developed. The polymer poly (methylmethacrylate0.8-co-poly (ethyleneglycol) methacrylate0.8-co-N-succinimidyl methacrylate0.1) was synthesized and bonded noncovalently to the nanotube. Aminated single-strand DNA or antibodies specific for Stz and MB were then attached covalently to the polymer. Statistically significant changes were observed in key transistor parameters for both DNA hybridization and steroids recognition. Regarding the detection mechanism, in addition to charge transfer, Schottky barrier, SB, modification, and scattering potential reported by other authors, an electron/hole trapping mechanism leading to hysteresis modification has been determined. The presence of polymer seems to hinder the modulation of the electrode-CNT contact.

[ES]: Matrices de transistores de efecto de campo basados en nanotubos de carbono (CNTFETs) fueron usados como biosensores para la detección de la hibridación de ADN y para el reconocimiento de dos esteroides anabolizantes, estazonolol (Stz) y metil-boldenona (MB). Secuencias simples de ADN y anticuerpos específicos para Stz y MB fueron inmovilizados sobre los nanotubos de carbono, (CNTs), in situ en los dispositivos usando dos estrategias diferentes; enlace directo no-covalente y enlace covalente a un polímero previamente fijado a los CNTFETs. Se ha desarrollado una nueva estrategia para asegurar la adsorción especifica de las biomoléculas a los CNTs. Se sintetizó el polímero poli (metilmetacrilato0.8-co-(polietilenglicol) metacrilato0.8-co-N-succinimidil metacrilato0.1) que fue enlazado no-covalentemente a los CNTs en el dispositivo. Posteriormente una secuencia simple de ADN o en su caso el correspondiente anticuerpo específico para Stz o MB fueron enlazados covalentemente al polímero. Se observaron cambios estadísticamente signiticativos en parámetros clave del transistor tanto para la hibridación de ADN como para el reconocimiento de los esteroides anabolizantes. Respecto al mecanismo de detección, además de transferencia de carga, modificación de la barrera de Schottky, SB, y dispersión de potencial publicados en la bibliografía, se ha detectado un mecanismo de atrapamiento de electrones y huecos que lleva a una modificación de la histéresis. La presencia del polímero parece impedir la modulación ejercida por los contactos electrodo-CNT.