آرایش آسان نانوسیم‌ها روی تراشه‌های الکترونیکی زیستی

محققان ایالت پن در آمریکا به روشی برای یکپارچه کردن مخلوطی از نانوسیم‌هایی که به‌صورت زیستی برچسب‌دار شده‌اند، روی تراشه‌های مدار مجتمع رسیده­اند. با استفاده از این روش ممکن است بتوان یک افزارۀ قابل حمل و کوچک ساخت که بتواند انواع گوناگونی از ترکیبات پزشکی یا محیطی را تشخیص داده و گزارش کند.

محققان ایالت پن در آمریکا به روشی برای یکپارچه کردن مخلوطی از نانوسیم‌هایی که
به‌صورت زیستی برچسب‌دار شده‌اند، روی تراشه‌های مدار مجتمع رسیده­اند. با استفاده
از این روش ممکن است بتوان یک افزارۀ قابل حمل و کوچک ساخت که بتواند انواع
گوناگونی از ترکیبات پزشکی یا محیطی را تشخیص داده و گزارش کند.
ترسامیر، استاد مهندسی برق در آزمایشگاه نانوساخت ایالت پن و یکی از این محققان
می‌گوید: شاید یکی از مهمترین چیزها برای اتصال نانوسیم‌ها به مدار الکتریکی
قراردادن دقیق آنها است. ما نیازمند کنترل مکان فضایی روی تراشه با دقت کمتر از یک
میکرون هستیم.
 

با استفاده از فرآیند استاندارد ساخت تراشه، هرکدام از انواع نانوسیم‌ها باید
در یک عملیات جداگانه روی تراشه قرار داده شوند. این محققان با استفاده از روش
پایین به بالای خود، می‌توانند سه نوع متفاوت از نانوسیم‌های روکش‌داده‌شده با
DNA را هر جایی که بخواهند (با خطای کمتر از یک درصد)، قرار دهند. کریستین
کیتینگ، استاد دانشگاه شیمی می‌گوید: این روش می‌تواند برای شناسایی همزمان
پاتوژن‌ها یا بیماری‌های مختلف مبتنی بر اثرات اسید نوکلئیک‌شان، استفاده شود.

این محققان می‌گویند که اجزاء افزاره از قبیل نانوسیم‌ها می‌توانند از تعدادی
مواد متفاوت تولید شوند و حتی قبل از آرایش آنها روی یک تراشه با مولکول‌های
زیستی روکش‌داده‌ شوند. آنها اضافه می‌کنند که قرار دادن دقیق نانوسیم‌ها هنوز
با استفاده از روش‌های سنتی مشکل است.
این محققان با استفاده از روش‌ آرایش خود، می‌توانند نانوسیم‌های ویژه‌ای در
مکان‌های خاصی قرار دهند. آنها با تراشه‌ای شروع می‌کنند که در مکان‌هایی که می‌خواهند
نانوسیم‌ها را قرار دهند، دارای تورفتگی‌های منظم ریزی است. آنها سپس یک میدان
الکتریکی بین الکترودها اعمال می‌کنند. این الکترودها مساحتی که می‌خواهند
نانوسیم‌ها در آن آرایش یابند، را مشخص می‌کنند. این محققان مخلوطی از نانوسیم‌های
برچسب‌دار و یک مایع روی تراشه تزریق کردند. این نانوسیم‌ها با یک میدان
الکتریکی به مکان‌های مورد نظر متصل شدند و داخل این چاه‌های ریز افتادند.
مِیر می‌گوید: ما برای کنترل مکانی که هر کدام از انواع نانوسیم‌ها می‌رود،
نیازی به کانال‌های میکروسیالیت نداریم. ما می‌توانیم این محلول را روی تمام
تراشه تزریق کنیم و نانوسیم‌های داخل آن فقط به مکان‌هایی که ویژه شده‌اند،
متصل خواهند شد. این برای افزایش مقیاس تولید، مهم است.
این محققان سپس میدان‌ الکتریکی را حرکت دادند و نانوسیم‌های برچسب‌دار بعدی را
روی تراشه قرار دادند. در این آزمایش، نانوسیم‌های برچسب‌دار مختلف بصورت ردیفی
قرار داده شدند، اما این محققان می‌گویند که آنها می‌توانند در پیکربندی‌های
متنوع قرار داده شوند.
با استفاده از این روش، نانوسیم‌ها می‌توانند برای ساخت افزاره‌های گوناگونی از
قبیل تشدیدکننده‌ها یا ترانزیستورهای اثر میدانی که می‌توانند برای شناسایی
هدف‌های اسید نوکلئیکی استفاده شوند؛ آرایش یابند.
نتایج این تحقیق در مجله Science منتشر شده‌است.