DNA-NEMS sensor from diamond
金刚石 DNA-NEMS 传感器
基本信息
- 批准号:234121274
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Research Grants
- 财政年份:2014
- 资助国家:德国
- 起止时间:2013-12-31 至 2020-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
In this application we will realize and optimize DNA-NEMS (Nano-Electro-Mechanical-Systems) structures on diamond for electrochemical detection of DNA hybridization. The dissimilar kinetic behavior of electrically manipulated single and double-stranded DNA will be applied as sensor principle. The DNA marker molecules will be redox-labeled and covalently bonded to a diamond working electrode. The counter electrode will be a Diamond Scanning Electro-Chemical Microscopy (SECM) Tip which is part of a scanning probe microscope and which can be place with nano-meter accuracy to optimize the geometry. The target DNA will be label free. To cause a redox current, the DNA will be exposed to ac electric fields where the redox label is moving between working and counter electrodes. Fourier-transform lock-in detection will be applied to monitor the redox current amplitude and phase. These experiments will be performed on micro- to nano-electrodes with electrode diameters ranging from 200 micrometer (micro-electrode) to 200 nm (nano-electrode) in electrolyte solutions with varying salt concentrations (3 mM to 1000 mM). Due to a change of flexibility from ss- to ds-stranded DNA molecules the variation of current amplitude and phase will be characterized in detail. The sensor area will be miniaturized with the goal to reach highest sensitivity, reproducibility and fast sensing. The dissimilar kinetic behavior of ss- and ds-DNA will be characterized in detail to deduce the ss/ds discrimination parameters from a) frequency response, b) electric field response and c) variations in oscillating height amplitudes.
在此应用中,我们将在钻石上实现并优化DNA-NEMS(纳米电子机械系统)结构,用于电化学检测DNA杂交。电操纵的单链DNA的不同动力学行为将作为传感器原理。 DNA标记分子将被氧化还原标记,并共价粘合到钻石工作电极。反电极将是钻石扫描电化学显微镜(SECM)尖端,它是扫描探针显微镜的一部分,可以以纳米 /米精度放置以优化几何形状。目标DNA将不含标签。为了引起氧化还原电流,DNA将暴露于氧化还原标签在工作和反电极之间移动的交流电场。将应用傅立叶转换锁定检测来监视氧化还原电流振幅和相位。这些实验将在具有不同盐浓度(3 mm至1000 mm)的电解质溶液中的电极直径(微电极)到200毫米(微电极)到200 nm(纳米电极)的微电极直径(纳米 - 电极)之间进行。由于灵活性从SS-链链DNA分子的变化变化,将详细表征当前振幅和相位的变化。传感器区域将以达到最高灵敏度,可重复性和快速感应的目标进行小型化。 SS和DS-DNA的不同动力学行为将详细表征,以从a)频率响应,b)电场响应和c)振荡高度振幅的变化来推导SS/ds歧视参数。
项目成果
期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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- 发表时间:2017-05
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- 影响因子:10.9
- 作者:N. Yang;Xin Jiang
- 通讯作者:N. Yang;Xin Jiang
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- 发表时间:2017-01
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Siyu Yu;N. Yang;Zhuang Hao;S. Mandal;O. Williams;Bingping Yang;N. Huang;Xin Jiang
- 通讯作者:Siyu Yu;N. Yang;Zhuang Hao;S. Mandal;O. Williams;Bingping Yang;N. Huang;Xin Jiang
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- DOI:10.1007/978-3-319-28782-9_9
- 发表时间:2016
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:N. Yang;Xin Jiang
- 通讯作者:N. Yang;Xin Jiang
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- DOI:10.1002/elan.201500577
- 发表时间:2016-01-01
- 期刊:
- 影响因子:3
- 作者:Yang, Nianjun;Swain, Greg M.;Jiang, Xin
- 通讯作者:Jiang, Xin
Diamond Ultramicro- and Nano-electrode Arrays
- DOI:10.1007/978-3-319-09834-0_9
- 发表时间:2015
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:N. Yang;J. Hees;C. Nebel
- 通讯作者:N. Yang;J. Hees;C. Nebel
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Professor Dr. Oliver Ambacher其他文献
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