The detection of specific biomolecular interactions with micro-Hall magnetic sensors.
The detection of specific biomolecular interactions with micro-Hall magnetic sensors.
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DOI：
10.1088/0957-4484/20/35/355501
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发表时间：
2009-09-02
期刊：
影响因子：
3.5
通讯作者：
Xiong P
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Manandhar P;Chen KS;Aledealat K;Mihajlović G;Yun CS;Field M;Sullivan GJ;Strouse GF;Chase PB;von Molnár S;Xiong P
通过纳米磁性标记物的传感来检测无试剂的特异性生物分子相互作用提供了用固态装置进行生物传感的有前途的路线之一。特别地，基于半导体异质结构的霍尔传感器在大的动态场范围内显示出优异的磁矩灵敏度，适用于使用超顺磁性标签的磁性生物传感。在这里，我们证明了这种微霍尔传感器检测特定的分子结合使用生物素-链霉亲和素作为模型系统的能力。我们采用蘸笔纳米光刻技术，选择性地生物素化的InAs微霍尔器件的有源区与纳米级精度。通过分子识别发生互补功能化链霉亲和素包被的超顺磁珠与霍尔交叉的特异性结合，并且使用相敏微霍尔磁力测定法在室温下实现组装珠的磁性检测。该实验构成了第一个明确的示范磁性检测特定的生物分子与半导体微霍尔传感器的相互作用，和选择性的分子功能化和由此产生的本地化珠组装证明了多个目标分子的多重传感的可能性，使用一个单一的设备与微霍尔传感器阵列。
Detection of reagent-free specific biomolecular interactions through sensing of nanoscopic magnetic labels provides one of the promising routes to biosensing with solid-state devices. In particular, Hall sensors based on semiconductor heterostructures have shown exceptional magnetic moment sensitivity over a large dynamic field range suitable for magnetic biosensing using superparamagnetic labels. Here we demonstrate the capability of such micro-Hall sensors to detect specific molecular binding using biotin-streptavidin as a model system. We apply dip-pen nanolithography to selectively biotinylate the active areas of InAs micro-Hall devices with nanoscale precision. Specific binding of complementarily functionalized streptavidin-coated superparamagnetic beads to the Hall crosses occur via molecular recognition, and magnetic detection of the assembled beads is achieved at room temperature using phase-sensitive micro-Hall magnetometry. The experiment constitutes the first unambiguous demonstration of magnetic detection of specific biomolecular interactions with semiconductor micro-Hall sensors, and the selective molecular functionalization and resulting localized bead assembly demonstrate the possibility of multiplexed sensing of multiple target molecules using a single device with an array of micro-Hall sensors.
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