Graphene/SiC  dies  for  electrochemical  blood-type  sensing

Усиков, А. С.; Borodkin, K; Новиков, С. В.; Роенков, А. Д.; Goryachkin, A; Пузык, М. В.; Barash, I. S.; Лебедев, С. П.; Zubov, A. V.; Makarov, Yuri N.; Lebedev, Alexander A.

doi:10.3176/proc.2019.2.13

Cited by 11 publications

(12 citation statements)

References 0 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Figure 10 shows an almost monotonic increase in the magnitude of the response, which is approximated by a logarithmic function with the parameter R 2 close to 1 (0.96) in chips from Group 1 with lower concentration of honeycomb-like defects. A similar dependence was observed when the response of a graphene-based biosensor used to contact with solutions of egg albumin in PBS was studied [ 20 , 29 ]. It should be noted that a weak logarithmic dependence of the detected signal versus analyte concentration, as presented in Figure 10 , is closer to linear than ones observed in other studies concerning viral detection [ 1 , 7 , 12 ].…”

Section: Resultssupporting

confidence: 62%

“…The second stage was the subsequent reduction of the nitrophenyl groups to phenylamine groups by a method of cyclic voltammetry. Details on graphene functionalization can be found elsewhere [ 20 ].…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

“…In the second CV process, the graphene/SiC die was immersed in a 0.1 M KCl water/ethanol (9:1) solution in order to reduce the nitrophenyl groups to the phenylamine groups on the graphene die surface. Details on the graphene functionalization process can be found in [ 20 ].…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

“…Its influence on the properties of graphene inclusions is also not discussed enough. The functionalization of graphene is discussed in various publications [ 1 , 7 , 10 , 20 ]. Fewer studies have been dedicated to the investigation of changes in the properties of graphene inclusions during functionalization and on the influence of these changes on antibody and virus binding.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 3 more Smart Citations

Investigation of the Morphology and Electrical Properties of Graphene Used in the Development of Biosensors for Detection of Influenza Viruses

et al. 2021

View full text Add to dashboard Cite

In this study, we discuss the mechanisms behind changes in the conductivity, low-frequency noise, and surface morphology of biosensor chips based on graphene films on SiC substrates during the main stages of the creation of biosensors for detecting influenza viruses. The formation of phenylamine groups and a change in graphene nano-arrangement during functionalization causes an increase in defectiveness and conductivity. Functionalization leads to the formation of large hexagonal honeycomb-like defects up to 500 nm, the concentration of which is affected by the number of bilayer or multilayer inclusions in graphene. The chips fabricated allowed us to detect the influenza viruses in a concentration range of 10−16 g/mL to 10−10 g/mL in PBS (phosphate buffered saline). Atomic force microscopy (AFM) and scanning electron microscopy (SEM) revealed that these defects are responsible for the inhomogeneous aggregation of antibodies and influenza viruses over the functionalized graphene surface. Non-uniform aggregation is responsible for a weak non-linear logarithmic dependence of the biosensor response versus the virus concentration in PBS. This feature of graphene nano-arrangement affects the reliability of detection of extremely low virus concentrations at the early stages of disease.

show abstract

Section: Resultssupporting

confidence: 62%

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 2 more Smart Citations

Investigation of the Morphology and Electrical Properties of Graphene Used in the Development of Biosensors for Detection of Influenza Viruses

et al. 2021

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…В настоящей работе процесс функционализации поверхности графена в чипе осуществлялся в два этапа путем создания ковалентных связей при нанесении нитрофениловых групп (нитробензол, C 6 H 5 NO 2 ) и их последующего восстановления до фениламинных групп (аминобензол, C 6 H 5 NH 2 ) с применением метода циклической вольтамперометрии [7]. Процесс функционализации графена описан авторами в деталях в работе [9].…”

unclassified

Исследование Чувствительной Способности Графена Для Применений В Качестве Биосенсоров

Усиков

Lebedev²,

Роенков³

et al. 2020

Письма В Журнал Технической Физики

View full text Add to dashboard Cite

Поступило в Редакцию 17 февраля 2020 г. В окончательной редакции 17 февраля 2020 г. Принято к публикации 18 февраля 2020 г.Исследована реакция чипов на основе пленок графена на подложках SiC (относительное изменение сопротивления чипа) на их контакт с флуоресцеином (С 20 Н 12 О5) в широком диапазоне его концентраций в фосфатно-солевом буферном растворе: от 1 · 10 −3 до 1 · 10 4 ng/ml (семь порядков). Детектирование флуоресцеина представляется простым и дешевым модельным экспериментом для исследования сенсорной способности графена на пути изготовления биочипов. Показано, что чипы с широкими террасами на поверхности с шириной ступеней около 1000 nm и их высотой до 5 nm позволили построить калибровочные зависимости реакции чипов от концентрации флуоресцеина.Ключевые слова: графен, карбид кремния, биосенсор, флуоресцеин.Двумерная гексагональная упаковка атомов углерода в графене в форме одного или нескольких монослоев обладает уникальными свойствами [1], что способствует разработкам по созданию различных типов электронных приборов [2], а также био-и газовых сенсоров [3,4]. Отличительной особенностью пленки графена является то, что адсорбируемые на ее поверхность молекулы или группа атомов действуют как донор или акцептор, приводя к изменению ее электронного состояния (сопротивления), которое можно зарегистрировать. Это изменение сопротивления графенового канала между двумя контактами в чипе может быть зарегистрировано современными электронными приборами. Такая специфика пленки графена может быть использована при создании биосенсоров для регистрации (диагностики) предельно низких концентраций биомолекул, связанных с различными социально значимыми заболеваниями (гепатит, онкология, ВИЧ или гемолиз) на ранней стадии.Для разработки физических методов моделирования взаимодействия лекарственных препаратов с белковыми структурами (например, сывороточный альбумин человека) в качестве тест-объекта часто используется флуоресцеин или его производные [5]. В связи с этим представляет интерес проведение исследований по детектированию низких концентраций флуоресцеина (С 20 Н 12 О 5 ) для моделирования работы сенсоров белковых структур (биосенсоров) на основе пленок графена. В работе проводилась серия экспериментов с подготовленными чипами на основе пленок графена на подложках из карбида кремния (SiC) по исследованию их чувствительности (реакции) при контакте с разбавленными растворами флуоресцеина, концентрация которого изменялась на семь порядков, начиная со сверхнизкой величины 1 ng/l (10 −3 ng/ml), в фосфатно-солевом буферном растворе (PBS). В качестве реакции графена на флуоресцеин исследовалось относительное изменение сопротивления графенового чипа до и после его контакта с раствором флуоресцеина.Графеновые пленки были получены путем термического разложения полуизолирующих подложек (0001) ± 0.25 • 4H-SiC размером 11 × 11 mm. Процесс выращивания проводился в графитовом тигле с индукционным нагревом в атмосфере аргона (720−750 Torr) при температуре 1700−1800 • C [6]. Присутствие монослоя графена на подложке SiC подтверждалось по...

show abstract

Raman scattering and low-frequency noise in epitaxial graphene chips

Eliseyev

Usikov

Lebedev

et al. 2020

J. Phys.: Conf. Ser.

View full text Add to dashboard Cite

Graphene is considered as a promising candidate for manufacturing of sensors due to its extreme sensitivity to molecule absorption. In this work, we show the connection between the electrical and optical properties of epitaxial graphene chips grown on 4H-SiC and intended for the production of protein-based sensors. Using of a complex of techniques, including Raman spectroscopy, atomic force microscopy, Kelvin probe microscopy, study of I-V characteristics and low-frequency noise, it is shown that the character of frequency dependence of the spectral density of voltage fluctuations and its value at a frequency of 1 Hz can be used for classification and selection of graphene chips for their application as sensors. Classification of the graphene chips will allow more efficient development of graphene-based biosensors.

show abstract

Graphene/SiC dies for electrochemical blood-type sensing

Cited by 11 publications

References 0 publications

Investigation of the Morphology and Electrical Properties of Graphene Used in the Development of Biosensors for Detection of Influenza Viruses

Investigation of the Morphology and Electrical Properties of Graphene Used in the Development of Biosensors for Detection of Influenza Viruses

Исследование Чувствительной Способности Графена Для Применений В Качестве Биосенсоров

Raman scattering and low-frequency noise in epitaxial graphene chips

Contact Info

Product

Resources

About