(PhysOrg.com) -- Een internationaal team van onderzoekers heeft een veelzijdige en zeer gevoelige sensor ontwikkeld voor het detecteren van analyten variërend van gasvormige tot biologische moleculen.

National Institute for Materials Science (NIMS) aangekondigd op 8 februari, 2011 dat onderzoeker Genki Yoshikawa van NIMS International Center for Materials Nanoarchitechtonics (MANA), Zwitsers Federaal Instituut voor Technologie, Lausanne en Nobelprijswinnaar Dr. Heinrich Rohrer hebben samen een veelzijdige, zeer gevoelige membraansensor voor oppervlaktespanning ontwikkeld. Details werden gepresenteerd in Nano-letters van de American Chemical Society.

De nanomechanische cantileversensor is een veelbelovend apparaat voor realtime en labelvrije detectie van verschillende analyten, variërend van gasvormige tot biologische moleculen. Het belangrijkste detectieprincipe is gebaseerd op de analyt-geïnduceerde oppervlaktespanning, die een vrijdragende buiging maakt. Buigen wordt gedetecteerd door een gereflecteerde laserstraal. Echter, deze methode is niet van toepassing op een ondoorzichtige analyt zoals bloed. Piëzo-resistieve cantilevers die van toepassing zijn op ondoorzichtige analyten hebben het probleem van een lagere gevoeligheid.

In dit werk, een "adsorbaatmembraan" wordt opgehangen door vier piëzoresistieve "detectiebalken", die een volledige brug van Wheatstone vormen. Door de geadsorbeerde analyt geïnduceerde spanningsonbalans wordt efficiënt gedetecteerd door de brug. Evaluatie van deze oppervlaktespanningssensor van het membraantype toont een hoge gevoeligheid aan die vergelijkbaar is met optische methoden en een factor van meer dan 20 hoger dan die verkregen met een standaard piëzoresistieve cantilever. De eindige-elementenanalyses geven aan dat de gevoeligheid zal worden verbeterd door de afmetingen van het membraan en de balken te veranderen.

Onderzoekers suggereren dat dit platform naar verwachting een nieuw tijdperk van oppervlaktespanning-gebaseerde detectie zal openen vanwege de verschillende gemakken en voordelen van de geïntegreerde piëzoresistieve uitlezing.