Surface integrated membrane nanomechanical and microwave coplanar waveguide based biosensors

Nanoelektromekanik Sistemler, yani NEMS, 40 yıl öncesinin yenilik getiren cihazları olan Mikroelektromekanik Sistemlerin, yani MEMS'lerin daha da minyatür hale getirilmesinin bir uzantısıdır. Nano ölçekli cihazlar ilk olarak 21. Yüzyılın başlangıcında ortaya çıkmaya başlamışlardı ve şu anda içinde bulunduğumuz onyılın teknolojik paradigmasını gen dizilimi, gelişmiş hesaplama kabiliyetleri ve tekli molekül tespiti gibi yöntemlerle şekillendirecek düzeyde iyi temellendirilmiş ve geliştirilmiştir. Minyatürleştirme tekniklerindeki hızlı ilerleme, önceki nesilden çıkan bilim insanları ve mühendislerin sıkı çalışmalarına çok şey borçludur. Eskiden küçük bir sayıyla sınırlı olan ve mikron altı boyutlarda üretime izin vermeyen üretim yöntemleri, geçtiğimiz onyıllarda daha iyi hale getirilmiş ve yeni yöntemler keşfedilmiştir. Bu sayede çok hassas, NEMS yapılı alılayıcıların yaratılması için yolu açılmıştır. Bu çalışmada yenilikçi bir biyosensör üretmek için, nanometreler kalınlığında zarsı yüzeylerin üzerine inşa edilen eşdüzlemsel mikrodalga kılavuzu yankılayıcılarının dizaynı ve üretimi denenmiş ve yankılayıcının en hassas noktasına nano boyutta bir delik açılması önerilmiştir. Bu nano boyutlu deliğin önerilme sebebi, nano parçacık taşıyan akışkanların yankılayıcının en hassas bölgesinden geçmesinin sağlanması ve bu sayede nano parçacıkların elektriksel özelliklerine bağlı olarak yankılayıcının çınlama frekansında bir değişime sebep olması amaçlanmıştır. Bu parçacık kaynaklı frekans kaymalarının, parçacıkların tespiti ve nitelendirilmesi için kullanılması önerilmiştir. Bu durumda, parçacıkların eksosom, yani mikron altı boyuttaki sitoplazmik içerik içeren hücre zarı paketçikleri olmaları planlanmıştır; öyle ki, bu eksosomlar, çeşitli sebeplerden ötürü doğal yollarla hüclrelerde oluşturulup dışarı salınmaktadırlar. Egsosomların içerikleri hastalık teşhisi gibi konularda hücre hakkında bilgiler taşıyabilir. Egsosomların kendileri halen işlevleri ve kullanım alanları konusunda mikrobiyolojik bağlamda araştırılmaktayken, bu önerilen cihaz, halen yükselmekte olan bu konunun araştırılması için büyük bir öneme sahip olabilir.