Imec heeft een nieuw soort biosensoren ontwikkeld op basis van nanoporiën: piepkleine gaatjes die passerende moleculen detecteren. Dankzij die doorbraak komt de ontwikkeling van compacte, betaalbare biosensoren binnen handbereik, zegt het Belgische technologie-instituut.
Nanoporiën zijn minuscule openingetjes, duizenden keren kleiner dan een menselijke haar, in een flinterdun membraan. Wanneer ze in een vloeistof baden en aangesloten zijn op elektrodes, laten ze individuele moleculen één voor één passeren, wat telkens een meetbaar elektrisch signaal geeft. Die ‘single-molecule’-gevoeligheid maakt ze geschikt voor bijvoorbeeld de detectie van virussen of DNA- en eiwitanalyse.
In een biologische vorm, zoals een celmembraan, worden nanoporiën al gebruikt in de biotech. Maar ze zijn minder stabiel en moeilijk te combineren met klassieke elektronica. Op chiptechnologiecongres IEDM in San Francisco stelde imec solid-state nanoporiën voor: gemaakt van silicium, dus mechanisch sterker en chemisch stabieler.
Biotech meets tech
Concreet is het onderzoekscentrum er als eerste ter wereld in geslaagd om solid-state nanoporiën te maken op standaard siliciumwafers van 330 millimeter. Dat zet de deur open voor grootschalige productie. Toekomstige elektronische toestellen zullen dus bijvoorbeeld makkelijker ziektes kunnen opsporen dankzij deze versmelting van biotech en chiptechnologie.
“Nu we nanoporiën op waferschaal kunnen fabriceren, komt de ontwikkeling van compacte en betaalbare biosensoren echt binnen handbereik”, zegt Ashesh Ray Chaudhuri, R&D-projectmanager bij imec. “Het toont hoe de krachtenbundeling tussen chiptechnologie en biotechnologie ons kan helpen om ziektes vroeger op te sporen en biologische informatie gemakkelijker te analyseren.”