Controllo elettronico dei sensori di dimensione molecolare
Combinando le conoscenze e l'esperienza ottenuta da diversi campi scientifici con l'innovazione e l'ingegnosità, lo sviluppo di un biosensore in miniatura è diventato realtà. Il progetto SPOT-NOSED finanziato dall'UE ha prodotto una matrice di nano-biosensori. Gli scienziati hanno fissato un singolo recettore olfattivo tra due nanoelettrodi metallici. I cambiamenti delle proprietà elettriche del recettore vengono registrate e costituiscono il segnale di rilevazione. Questo nano-trasduttore è il componente fondamentale della matrice di biosensori. Per implementare le loro idee, i partner del progetto SPOT-NOSED hanno usato la nanolitografia e la microelettronica per gli elettrodi metallici e la biochimica e la biotecnologia per isolare e controllare un numero sufficiente di recettori olfattivi. Un recettore olfattivo, il sistema di rilevamento del sensore, rileva in modo selettivo e distingue le molecole dell'odore. La singola matrice a griglia di nano-biosensori di proteine può effettuare la caratterizzazione elettrochimica di diversi campioni con l'aiuto della strumentazione elettronica sviluppata appositamente per la matrice. Altri sistemi elettronici in commercio non solo costano di più ma, soprattutto, non riescono a gestire e controllare correttamente i nanotrasduttori della matrice. Al contrario, il sistema di misurazione sviluppato dai partner del progetto SPOT-NOSED si adatta facilmente agli elettrodi di dimensioni da micro a nano. Il nano-chip, con l'aiuto di una scheda, entra perfettamente nella cella elettrochimica. Sono stati sviluppati anche due diversi front-end elettronici rispettivamente per la gamma micro e nano degli elettrodi. Nel caso micro, il front-end assorbe una corrente massima di 1µA con una larghezza di banda del segnale di 2MHz. I valori corrispondenti per la gamma nano vengono ridotti a una corrente massima di 10nA e a una larghezza di banda del segnale di 0,9MHz. Con codici software elaborati, è possibile ottenere facilmente una generazione efficace e l'acquisizione dei segnali che consentono una gestione efficiente dei dati.
