SGER: Integrated InP Microcantilever Biosensors Using Chitosan Interface Layer

SGER:使用壳聚糖界面层的集成 InP 微悬臂梁生物传感器

基本信息

  • 批准号:
    0701024
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2007
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2007-01-01 至 2008-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The objective of this (SGER) is to develop the foundation for investigating the selective deposition and opto-mechanical characterization of chitosan biopolymer material on the InP optical MEMS/NEMS detection platform. . The following three tasks will be conducted for this SGER program: (a) Chitosan electrodeposition conditions will be characterized using a combinatorial approach to achieve optimal morphology and thickness of the film on the InP microstructures, (b) Design of the InP Optical MEMS/NEMS platform will be modified based on the optimum chitosan electrodeposition results to maximize displacement sensitivity, (c) DNA hybridization detection with probe DNA molecules conjugated to the chitosan film will be demonstrated for the first time using InP optical MEMS/NEMS devices. Intellectual Merit The major advantage of our proposed design is that it will enable single-chip portable detection of biohazards. Microcantilever sensors have been shown as powerful analytical tools that do not require labeling of the sample. The on-chip optical detection will provide a miniaturized yet highly sensitive readout scheme appropriate for portable devices. In addition, the use of chitosan as a biointerface will increase the target biomolecule density of the cantilever, resulting in large resonant frequency shifts. The detection system proposed is compatible with batch microfabrication. Large numbers of sensors can be fabricated in parallel on the same chip to screen for different analytes with very low cost and high throughput. Broader Impact The resulting devices will be small, inexpensive, and will require minimal sample preparation and no external readout equipment. This technology will result in developing microcantilever sensors to screen for diseases and biohazard agents at remote locations without the need for highly qualified laboratory technicians or equipment. This project will also have considerable educational value at the University of Maryland (UMD). Primarily U.S. undergraduate and graduate students will be recruited for this work. The concepts of this research will be transferred to the two graduate-level project-based MEMS courses, ENEE 605 and ENEE 719F, in the Electrical and Computer Engineering Department (ECE) at UMD. The outcome of this research will also be used for K-12 outreach activities including Maryland Day in spring semesters. 1
此目的(SGER)是为研究INP光学MEMS/NEMS检测平台上壳聚糖生物聚合物材料的选择性沉积和机械表征的选择性基础。 。该SGER计划将进行以下三个任务:(a)将使用组合方法来表征壳聚糖电沉积条件,以实现INP微结构上膜的最佳形态和厚度,(b)基于INP光学内存/NEMS平台设计的设计,将根据奇数式构建剂量的变化,以替代齿轮化的态度,以探测最大的齿轮。探针DNA分子将首次使用INP光学MEMS/NEMS设备首次证明与壳聚糖膜结合的探针。知识分子值得我们提出的设计的主要优点是,它将实现对生物危害的单芯片便携式检测。微型管理器传感器已显示为强大的分析工具,不需要样品标记。片上光学检测将提供适用于便携式设备的微型但高度敏感的读数方案。另外,将壳聚糖用作生物界面将增加悬臂的靶向生物分子密度,从而导致较大的谐振频移。提出的检测系统与批处理微结构兼容。可以在同一芯片上并行制造大量传感器,以筛选出非常低成本和高吞吐量的不同分析物。更广泛的影响将产生的设备小,便宜,并且需要最少的样品准备,并且不需要外部读取设备。这项技术将导致开发微型管理器传感器,以在偏远地区筛查疾病和生物危害药物,而无需高素质的实验室技术人员或设备。该项目还将在马里兰大学(UMD)具有相当大的教育价值。这项工作主要是美国本科生和研究生。这项研究的概念将转移到UMD的电气和计算机工程系(ECE)的两个基于项目的MEMS课程ENEE 605和ENEE 719F。 这项研究的结果还将用于K-12外展活动,包括春季学期的马里兰州日。 1

项目成果

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