Integrazione di biologia ed elettronica per la tecnologia ibrida
Il progetto Receptronics ("Label free biomolecular detectors: at the convergence of bioengineered receptors and microelectronics") ha proposto di sviluppare rivelatori/sentinelle biomolecolari a basso costo senza etichetta riunendo microelettronica e bionanotecnologie. L'approccio si è basato sull'uso della biotecnologia per incrementare le prestazioni complessive dei sistemi miniaturizzati a basso consumo di nuova concezione aventi un basso costo e un'elevata sensibilità e selettività. Per raggiungere gli obiettivi del progetto e affrontare le sfide offerte dall'utilizzo tramite una varietà di applicazioni, lo studio si è concentrato sulla progettazione, sulla realizzazione, sul collaudo e sulla validazione di una tecnologia ibrida ispirata da organismi viventi. In questo contesto, le strutture biologiche autoassemblanti sono state interfacciate con circuiti elettronici per la rivelazione, l'amplificazione e il condizionamento del segnale. Tutto ciò è rilevante ai fini dei progressi nel trattamento dei dati e nelle architetture di archiviazione, nonché per concepire una piattaforma per applicazioni sanitarie. I partner del progetto Receptronics hanno lavorato per unire diverse tecnologie in modo da realizzare un nuovo approccio alla rilevazione di molecole a singolo bersaglio. Integrando canali o recettori ionici bioingegneristici nei doppi strati lipidici, una membrana può essere resa funzionale e quindi permettere interazioni altamente specifiche con le molecole bersaglio. Ogni nanospot è accoppiato con un'interfaccia elettronica in modo da potere essere rilevati, amplificati e condizionati i segnali prodotti dai flussi ionici transmembrana. Nel corso del progetto, i ricercatori hanno progettato e testato un sistema elettronico compatto in grado di rilevare gli eventi delle molecole singole. Con le dimensioni di una carta di credito, questo sistema ha costituito un primo passo pionieristico verso l'obiettivo di progettare un'elettronica efficiente e integrata per bionanosistemi di interfacciamento. Il team del progetto è stato in grado di realizzare la registrazione degli eventi a molecola singola su array di micro e nanospot elettricamente indirizzabili. Gli altri successi del progetto Receptronics hanno incluso un'ottimizzazione delle procedure bioingegneristiche dei recettori per conseguire una durata ridotta dello sviluppo delle molecole di bersaglio. La metodologia relativa a tali procedure è stata pubblicata su una rivista internazionale. Le attività hanno comportato anche la progettazione di un chip in silicio, con una sperimentazione di successo che ha mostrato prestazioni paragonabili a quelle fornite dall'ingombrante strumentazione più avanzata.
