Elektronische (Bio-)Sensoren mit FET als Wandler

Für die FET-Charakterisierung werden zwei verschiedene Potentiale kontrolliert, VSD und VG, der Source-Drain-Strom ISD wird aufgezeichnet, und optional wird der Gate-Strom IG aufgezeichnet. Ein Einkanal-Potentiostat ist nicht in der Lage, diese Messungen durchzuführen. Es werden ein Bipotentiostat, zwei Einkanal-Potentiostaten oder ein Mehrkanalgerät benötigt.

Ein EmStat Pico hat 2 WE-, 2 RE- und 2 CE-Anschlüsse, da er über 2 Kanäle verfügt. Wenn er in den Bipotentiostat-Modus geschaltet wird, hat er effektiv 2 WEs, 1 RE und 1 CE. Das erste WE kann zur Steuerung eines variablen Potentials und das zweite WE zum Anlegen eines konstanten Potentials verwendet werden, während beide Elektroden gleichzeitig Ströme aufzeichnen.

Die Verwendung eines einzigen Geräts mit perfekt synchronisierter Potenzialsteuerung und Stromaufzeichnung für die Messung ist praktisch und kostengünstig. Ein Vorteil des EmStat Pico ist die MethodSCRIPT-Funktion. Sie ermöglicht es, an beiden Arbeitselektroden eine automatische Strommessung durchzuführen. Bei Standard-Bipotentiostat-Messungen kann der Strombereich an der ersten WE optimiert werden (Auto-Ranging), aber der Strombereich an der zweiten WE ist fest vorgegeben. Der MethodSCRIPT-Code für diese Application Note (siehe Anhang 4.1) enthält eine Schleife, die den Strombereich auch für die zweite WE optimiert.

Ja, der PalmSens4 Bipotentiostat ist in der Lage, diese Experimente durchzuführen, aber es gibt kein Auto-Ranging für die zweite Arbeitselektrode. Eine gute Möglichkeit, diese Einschränkung zu überwinden, besteht darin, den Sweep in mehrere Messungen aufzuteilen. Dies lässt sich bequem im Skriptfenster von PSTrace erledigen.

Wir müssen nur das Potential wie bei einem 2-Elektroden-System kontrollieren. Das 3-Elektroden-System brauchen wir nicht. Deshalb kombinieren wir CE1 und RE1.

Der EmStat Pico wird als Bipotentiostat anstelle von zwei separaten Kanälen verwendet. Das bedeutet, dass WE0 und WE1 denselben RE und CE teilen.

MethodSCRIPT ist die Sprache, die die neueste Generation der PalmSens spricht. MethodSCRIPT gibt Ihnen die volle Kontrolle über das Gerät oder Potentiostatmodul. Mit MethodSCRIPT können Sie Messverfahren anpassen und kombinieren und Aktionen durchführen, wie z.B. die Nutzung des On-Board-Speichers, die Datenanalyse und die Steuerung externer Peripheriegeräte. Das EmStat Pico zum Beispiel unterstützt MethodSCRIPT.

Verwendung von MethodSCRIPT auf dem EmStat Pico Dev Kit

Lesen Sie die App Note - FET-Charakterisierung

Ja, der Code ist im entsprechenden Anwendungsleitfaden beschrieben und steht in der Knowledge Base als Download zur Verfügung, zusammen mit dem Anwendungsleitfaden, wie der Code zu verwenden ist:

MethodSCRIPT zur Durchführung von FET-Messungen

PEG - Polyethylenglykol ist bioreflektierend und reduziert die unspezifische Adsorption.

PalmSens bietet keine Auftragsforschung an. PalmSens würde als Lieferant der Geräte fungieren, und Sie würden Ihre FET-Biosensor-Plattform charakterisieren.

Die Konstanthaltung des Source-Drain-Stroms wird häufig für Graphen-FETs verwendet. Der EmStat Pico ist kein Galvanostat, daher ist dies derzeit nicht möglich. Der PalmSens4 ist in der Lage, den Strom konstant zu halten.

Die Frage geht weiter: Wäre es daher nicht sicherer/zuverlässiger, sich auf die integrierten FETs zu verlassen oder bei Bedarf sogar einen zusätzlichen integrierten FET zur Signalverstärkung hinzuzufügen?

Antwort: Die Funktionsprinzipien sollten dieselben sein. Der Vorteil bei der Auswahl eines eigenen FET besteht darin, dass Sie die Parameter wählen können, die am besten zu Ihrem Messprinzip und Ihrer Sonde passen. Extended-Gate-FETs sind ein gutes Beispiel, um das Funktionsprinzip anderer chemischer FET-Typen (ISFET, GFET) zu veranschaulichen; daher sind sie für Ausbildungszwecke die beste Wahl.