Zastosowanie biologii i elektroniki w technologiach hybrydowych
Celem projektu "Nieznakowane detektory biomolekularne: konwergencja bioreceptorów i mikroelektroniki" (Receptronics) było opracowanie niskokosztowych, nieoznakowanych biomolekularnych detektorów wykorzystujących mikroelektronikę i nanoelektronikę. Naukowcy posłużyli się biotechnologią, aby poprawić ogólną wydajność nowo stworzonych zminiaturyzowanych energooszczędnych i ekonomicznych systemów i zwiększyć ich czułości i selektywność. Aby osiągnąć cele projektu i spełnić wymagania różnego rodzaju zastosowań, badanie koncentrowało się na zaprojektowaniu, skonstruowaniu, testowaniu i walidacji technologii hybrydowej wzorowanej na organizmach żywych. Samoorganizujące się struktury biologiczne połączono tu z obwodami elektronicznymi, które pozwalają na wykrywanie, wzmacnianie i warunkowanie sygnałów. Jest to istotny krok naprzód w dziedzinie architektur przetwarzania i zapisywania danych, a także krok ku stworzeniu platformy, która znajdzie zastosowanie w medycynie. Partnerzy projektu Receptronics połączyli kilka technologii, tworząc nową metodę wykrywania molekuł docelowych. Po wbudowaniu uzyskanych bioinżynieryjnie kanałów jonowych (receptorów) w dwuwarstwowe powłoki lipidowe, błona zaczyna funkcjonować, pozwalając tym samym na osiągnięcie wysoce precyzyjnych interakcji z molekułami docelowymi. Każdy z tych nanopunktów jest połączony z elektronicznym interfejsem, umożliwiającym wykrywanie, wzmacnianie i warunkowanie sygnałów wytwarzanych przez transbłonowe przepływy jonów. W ramach projektu naukowcy zaprojektowali i przetestowali kompaktowy elektroniczny system pozwalający na wykrywanie zdarzeń na poziomie pojedynczych molekuł. System ten, zbliżony rozmiarami do karty kredytowej, stanowi pionierski krok na drodze ku zaprojektowaniu wydajnego i zintegrowanego układu elektronicznego do tworzenia połączeń między bionanosystemami. Celem projektu była rejestracja zdarzeń na poziomie pojedynczej molekuły na zespołach wzbudzanych elektrycznie mikro- i nanopuntków. Twórcom projektu Receptronics udało się także zoptymalizować procedury bioinżynierii receptorów i skrócić czas rozwoju molekuł docelowych. Metodologię tych procedur opublikowano w międzynarodowym czasopiśmie. Ponadto, naukowcy zaprojektowali krzemowy chip, który zgodnie z przeprowadzonymi testami dorównuje najnowszym urządzeniom o znacznie większych rozmiarach.
