碳纳米管电探针阵列获专利

2011-6-23 16:04 来源: 中国科学院
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  据美国物理学家组织网6月21日报道,美国新泽西理工学院两位科学家改进了制造纳米电探针的方法,制造出一种碳纳米管探针阵列,这项于21日被授予专利(美国专利号7,964,143)的技术改良了现有的诊断工具,使纳米电探针能探测到细胞内部电活动的空间变化。

  两位专利人、新泽西理工学院的雷金纳德·法罗和扎弗·伊克巴尔及其研究小组利用电泳技术,将置于悬浮液中的一个个垂直碳纳米管吸附到了金属电触头的精确位置上。每个碳纳米管的位置由纳米级静电透镜来控制,这种静电透镜可由通常生产集成电路的方法来制造。一旦第一个碳纳米管的位置确定,电场就会被改变,从而“指挥”其他碳纳米管也重新调整它们在触头上的位置。

  沉置在每个位置的碳纳米管数量由透镜几何学(透镜放大倍数)来控制,这就使得在一个比碳纳米管自身直径大得多的观察视窗上沉置一根碳纳米管成为可能。碳纳米管位置排好后再做适当修正,使其对细胞中的特定离子敏感,碳纳米管的尖端就能吸附细胞中的相关功能分子或酶。

  研究小组用一对间隔6微米的碳纳米管探针,分别检测了3种不同细胞(人类胚胎肾细胞、鼠类神经细胞和酵母菌细胞)的电信号。他们还演示了在金属触头阵列上以仅200纳米的间距沉置单壁垂直碳纳米管(观察视窗在绝缘体上),碳纳米管显示出吸附不同的功能酶的电化能力,并且以不同的间距排列时也同样有效。

  该纳米电探针阵列和他们去年获得的同类专利(7,736,979)一起,共同提供了一种利用现有的算机芯片制造技术在电路上沉置单个垂直纳米管的方法,在纳米尺度上将电子技术和生物传感结合在了一起,也将给随后的专利和潜在技术——利用单根1纳米的碳纳米管制造垂直晶体管和一种平面化的生物燃料电池带来希望。