La domanda di biosensori elettronici sensibili e selettivi, dispositivi analitici che monitorano un obiettivo di interesse in tempo reale, sta crescendo per un'ampia gamma di applicazioni. Sono ideali per l'assistenza sanitaria in contesti clinici, la scoperta di farmaci, la sicurezza alimentare e il controllo di qualità e il monitoraggio ambientale.

I biosensori elettronici sono attraenti per la loro semplicità, brevi tempi di analisi, bassi costi di fabbricazione, preparazione minima del campione e potenziale per essere utilizzati sul campo da personale non addestrato.

In Recensioni di Fisica Applicata , i ricercatori della Libera Università di Bolzano e dell'ETH di Zurigo esaminano i progressi scientifici dei biosensori a transistor a effetto di campo con nanotubi di carbonio (EG-CNTFET) legati all'elettrolita. Questi dispositivi sono caratterizzati da proprietà elettroniche superiori e amplificazione intrinseca del segnale e sono in grado di rilevare un'ampia gamma di biomolecole con elevata sensibilità.

Uno dei componenti principali di un biosensore è il suo elemento di bioriconoscimento, come enzimi, anticorpi, aptameri o membrane ionoselettive, che riconosce selettivamente l'analita (una sostanza le cui sostanze chimiche vengono misurate e identificate) di interesse. I dispositivi di biotrasduzione convertono l'interazione tra l'elemento di bioriconoscimento e l'analita in un segnale misurabile, come un segnale elettrico.

"I biosensori che utilizzano (transistor ad effetto di campo) come elementi di biotrasduzione sono uno dei dispositivi più promettenti per le applicazioni di biorilevamento, perché hanno già dimostrato un'elevata sensibilità verso diversi analiti fino alla concentrazione picomolare", ha affermato Mattia Petrelli, della Libera Università di Bolzano. . "Tra tutti i possibili materiali che possono essere utilizzati per i biosensori basati su FET, i nanotubi di carbonio semiconduttori sono interessanti, perché hanno proprietà elettriche e chimiche favorevoli."

Organizzando questi biosensori con diversi elementi di bioriconoscimento, "è possibile ottenere il rilevamento selettivo di diversi analiti, come biomolecole, biomarcatori del cancro, batteri e ioni per citarne solo alcuni", ha affermato Petrelli. "Nonostante i rapporti che dimostrano la potenziale traduzione di questi biosensori in applicazioni del mondo reale, le sfide devono essere superate prima che siano disponibili in commercio."

I biosensori basati su EG-CNTFET sono attualmente in grado di rilevare un solo analita alla volta. Diverse interfacce all'interno di supporti complessi, come sangue, sudore o saliva, rendono difficile anche il rilevamento di segnali specifici.

"Ciò limita l'applicabilità di questi biosensori per applicazioni nella vita reale", ha affermato Petrelli. "La selettività del dispositivo dovrebbe essere valutata attentamente rispetto a tutti i possibili agenti interferenti, specialmente all'interno di ambienti di rilevamento complessi. Una volta affrontate queste sfide, possiamo immaginare che questi biosensori vengano implementati per diverse applicazioni nel prossimo futuro". + Esplora ulteriormente

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