Sintesis lapisan aktif TiO2/rGO bagi penderia bio transistor kesan medan (FET) untuk pengesanan DNA

Abstract

Kajian ini memfokuskan kepada sintesis filem nipis titanium dioksida/grafin oksida terkurang (Penggabungan rGO bertujuan untuk meningkatkan kepekaan dan kebolehpercayaan tindak balas penderia melalui peningkatan interaksi biomolekul dan pengangkutan cas. Filem nipis disintesis menggunakan kaedah sol-gel, dengan parameter pemprosesan seperti kepekatan rGO, suhu penyepuhlindapan, dan tempoh masa dikaji secara sistematik. Analisis parameter individu melalui pencirian FT-IR, XRD, dan FESEM menunjukkan bahawa 0.5% rGO, suhu penyepuhlindapan 300 °C selama 30 minit menghasilkan morfologi filem yang seragam dengan penggumpalan zarah yang minimum. Walau bagaimanapun, analisis reka bentuk eksperimen Taguchi mendedahkan bahawa prestasi penderia bio terbaik dicapai melalui kombinasi 0.5% rGO pada suhu penyepuhlindapan 800 °C selama 30 minit. Suhu tinggi ini menggalakkan kehabluran yang lebih baik dan mengukuhkan ikatan antara muka . Oleh itu, kombinasi ini dipilih sebagai kombonasi terbaik bagi penghasilan peranti penderia bio. Pencirian elektrik bagi peranti FET menunjukkan anjakan ketara dalam ciri pemindahan, yang mengesahkan mekanisme penderiaan berasaskan modulasi kepekatan pembawa cas pada permukaan penderia bio. Proses imobilisasi berperingkat (APTES, glutaraldehida, prob DNA, dan DNA sasaran) menghasilkan peningkatan arus longkang yang konsisten. Penderia bio yang dioptimumkan ini mencatatkan nilai kepekaan sebanyak 1.1933 x 10-13 A/log[M] dengan pekali penentuan (R2) sebanyak 0.93 dengan had pengesanan 0.166 pA (g/mL). Selain itu, ujian kebolehpilihan menggunakan DNA tidak komplemen menunjukkan perubahan arus yang minimum, membuktikan tahap kekhususan penderia yang tinggi terhadap DNA sasaran. Secara keseluruhannya, kajian ini membuktikan bahawa menawarkan prestasi yang teguh dari segi kepekaan dan kekhususan. Hasil dapatan ini -FET sebagai platform diagnostik bioperubatan yang berkesan untuk aplikasi pengesanan genetik pada masa hadapan.