Det var ett tag sedan jag skrev något på min blogg, så för att visa att bloggen inte somnat in totalt tänkte jag att det kunde vara på sin plats att berätta vad jag gjort istället. Vad jag gjort istället och vad jag just nu gör istället är mitt examensarbete, för att om ödet eller någon skäggig man på ett moln så vill, snart kunna lämna KTH som civilingenjör.
Mitt examensarbete ingår i ett projekt för att tillverka biosensorer för realtidsdetektion av proteiner eller DNA. Ett projektet som är ett samarbete mellan KTH, Uppsala Universitet och Acreo, med finansiering från Vinova.
Sensorn bygger på samma princip som en Fält Effekts Transistor (förkortat FET). Och eftersom du läser dessa ord på min blogg så betyder det att du just nu använder någon sorts manick som i sig har ett antal miljoner av dessa transistorer i sig. Fält effekts transistorer utgör nämligen grunden i nästan all form av modern elektronik. I varje dator, mobil och MP3 spelare finns miljontals av dessa små gynnare, exempelvis innehåller bara processorn som sitter i den dator jag skriver detta på, ungefär 300 000 000 transistorer.
Nyttan med en FET är att man kan styra hur mycket ström som flyter mellan transistorns in och utgång (kallad drain och source) genom att lägga på en spänning över en elektrod (kallad Gate), se bilden ovan. Spänningen gör att laddningar ackumulera i Gate elektroden och motsatta laddningar i kanalen under gaten, mellan drain och source, vilket påverkar ledningsförmågan. Ju högre spänning desto större ström kan passera. I en dator används detta mestadels för att slå på eller slå av en ström, datorns ettor och nollor, men transistorn kan även användas till att förstärka en spänning, vilket är vad biosensorerna i detta projekt gör.
Skillnaden mellan dessa biosensorer och en klassisk transistor är att i biosensorn är Gate-elektrod utbytt mot biomolekyler. Dessa biomolekyler har den egenskapen att de binder sig specifikt till ett visst protein eller en viss DNA-sekvens. Eftersom DNA och proteiner har en egen laddning innebär detta att när dessa binder sig till biomolekylerna på biosensorns yta kommer dessa att påverka vilken ström som flyter mellan sensorns source och drain, precis som i en transistor.
Så långt är principen väldigt enkel. Det har dock funnits ett litet problem. Även om DNA och de flesta proteiner är laddade är laddningen extremt svag och därmed svår att detektera. För att så små laddningar i huvud taget skall kunna påverka en transistor måste transistorn vara extremt liten, närmare bestämt i nano meters storlek, vilket gjort att det först nu har varit möjligt att försöka få denna teknik att fungera. Det här är alltså verklig nano-teknik.
Målsättningen med att skapa en sådan här sensor, är att kunna skapa ett billigt, portabelt och snabbt instrument för diagnosticera olika sjukdomar. Att detektera både proteiner och DNA går nämligen utmärkt redan idag, dock kräver det ett laboratorium med utrustning för miljoner, och analysen tar timmar eller till och med dagar. Med en fungerande biosensorer skulle analysen kunna ske på några minut med en utrustning som inte skulle behöva vara större än en mobiltelefon och skulle kosta ungefär lika mycket.
Viktor Tullgren 