Diamant-gebaseerde impedimetrische en nanofotonische biosensoren voor de opsporing van proteinen (R-2845)

Dit project beoogt de ontwikkeling van biosensoren voor de opsporing van medisch relevante proteïnen in matrices zoals bloedserum. De detectie zal steunen op twee complementaire, labelvrije methoden: i) impedantiespectroscopie is een gekende, elektronische aanpak terwijl ii) nanofotonica als een zeer recente evolutie kan worden beschouwd. Beide technologieën zullen een beroep doen op synthetische diamantlagen die gepatroneerd zullen worden tot nanodraden en golfgeleiders die tegelijkertijd voor de elektronische als voor de fotonische meetmethode kunnen dienen. De keuze voor diamantlagen, in principe een goedkoop product dat tot de brede-bandkloof halfgeleiders behoort, berust op hun uitstekende thermische en chemische stabiliteit. Daarenboven is synthetisch diamant geschikt voor de covalente aankoppeling van receptormoleculen, o.a. met behulp van fotochemische routes, en heeft biocompatibele eigenschappen. De receptormoleculen zullen in eerste orde immunoglobulines zijn (de standaard voor de binding van proteïnen) en bijkomend zullen ook aptameren worden gebruikt. Dit zijn nieuwe, synthetische receptoren met beloftevolle eigenschappen betreffende hun synthese en stabiliteit op lange termijn. Omdat de impedimetrische- en nanofotonische sensorstructuren en daarop steunende sensor-arrays verregaand geminiaturiseerd zijn zal een beroep worden gedaan op continue en digitale microfluidica. Hiermee kunnen de sensor-oppervlakken doelgericht en lokaal met de receptormoleculen worden gefunctionaliseerd en nadien zullen ook de patiëntenstalen zoals bloedserum of microfluïdische wijze worden toegediend. We beogen detectielimieten op de fysiologisch relevante nanomolaire schaal.

Trefwoorden:biosensoren, detectie van proteïnen, impedantie spectroscopie, microfluidica, synthetisch diamant

Disciplines:Fysica, Materiaaltechnologie