Freefastapp.net – Biosensor nanoelektronik adalah bahan semikonduktor berstruktur nano yang ditujukan untuk menangani nanomolekul guna memfasilitasi solusi yang tepat untuk aktivitas biologis di tingkat seluler. Dua dekade terakhir ini menunjukkan munculnya upaya penelitian untuk mempelajari secara empiris kemampuan biosensor nanoelektronik dalam bidang kedokteran.
Munculnya biosensor nanoelektronik dalam penelitian medis saat ini sangat dipengaruhi oleh upaya penelitian untuk menggabungkan elektronik dengan intervensi medis. Saat ini, ada kebutuhan besar untuk menangani kondisi medis di tingkat biomolekuler dan seluler. Namun, pengetahuan dan teknik sebelumnya tentang kedokteran diketahui tidak efisien dalam melakukannya. Dengan demikian, dibutuhkan mesin yang menargetkan tingkat molekuler. Mekanisme bioelektronik ini harus menawarkan sensitivitas tinggi untuk mendeteksi molekul target atau sinyal kecil, dan resolusi spasial dan temporal yang tepat untuk aktivitas biologis.
Biosensor nanoelektronik memiliki saluran konduksi aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor berstruktur nano (NS-SC) dengan alirannya terbatas di permukaan. Karena itu, material menjadi sensitif terhadap gangguan listrik yang terjadi selama aktivitas biologis elektrogenik atau saat interaksi biomolekul di dekat permukaan. Dimensi skala nano material NS-SC mampu berinteraksi dengan mudah dengan biomolekul karena ukurannya yang serupa.
Memahami Cara Kerja Biosensor Nanoelektronik
Biosensor nanoelektronik mengandalkan sifat konduktif komposisi materialnya dan kemampuannya untuk mengirimkan sinyal listrik ke perangkat jarak jauh. Untuk memastikan efisiensi sensor, digunakan kawat nano dengan konduktivitas tinggi. Namun, para peneliti di perusahaan bioteknologi dan nanoteknologi berupaya keras untuk mengembangkan biosensor baru yang terdiri dari berbagai alternatif material.
Biosensor nanoelektronik diberikan oleh dokter kepada pasien yang berisiko terkena penyakit tertentu. Sensor kemudian menyampaikan sinyal dan pembacaan status kesehatan berdasarkan aktivitas seluler. Dengan demikian, dokter dapat dengan mudah memantau tanda-tanda vital dan gejala yang memungkinkan mereka memperoleh informasi mendalam tentang perkembangan penyakit. Dokter juga dapat mengidentifikasi lokasi penyakit atau pertumbuhan sel ganas. Karena itu, biosensor dapat digunakan sejak dini untuk mendiagnosis pasien secara akurat, terutama ketika simtomatologi (gejala) pasien mengarah pada berbagai kemungkinan diagnostik.
Penggunaan Biosensor Nanoelektronik
Berbagai material dengan konfigurasi dan mekanisme penginderaan tertentu dapat digunakan dalam pengembangan biosensor nanoelektronik. Hal ini membuka jalan bagi berbagai pilihan target dan kimia biosensing untuk biofungsionalisasi.
Biosensor terbukti efektif terutama dalam mendeteksi keberadaan fungsi molekuler dan seluler pada tingkat konsentrasi rendah. Deteksi virus dan pengembangan kinetika hibridisasi DNA juga dimungkinkan melalui inovasi yang muncul di bidang ini.
Biosensor nanoelektronik juga secara hipotesis dapat meningkatkan dan merevolusi keadaan diagnosis medis point-of-care saat ini dengan memungkinkan mekanisme penginderaan yang didasarkan pada konduktansi arus searah dan efek penyaringan ionik. Bukti-bukti terkini menunjukkan bahwa penggunaan biosensor nanoelektronik dengan cara tersebut berdampak positif pada pasien yang memiliki kondisi medis.
Keunggulan Biosensor Nanoelektronik
Dibandingkan dengan teknik konvensional dalam bidang kedokteran. Biosensor nanoelektronik lebih mampu menargetkan molekul atau sel yang lebih kecil, dan menunjukkan fungsi seluler yang lebih terperinci. Studi juga menunjukkan bahwa biosensor nanoelektronik memiliki kapasitas untuk mengganggu sel hidup dan mendeteksi aktivitas seluler yang dinamis. Dengan demikian, pemahaman dan penanganan kondisi medis menjadi lebih menjanjikan karena kondisi tersebut dapat ditangani pada tingkat seluler dengan akurat dan konsisten dengan bantuan biosensor nanoelektronik.
Berbagai bahan biosensing nanoelektronik juga membantu dalam mendorong cakupan penanganan yang lebih luas dalam ilmu bioteknologi. Sementara sebagian besar biosensor yang digunakan saat ini didasarkan pada deteksi muatan, studi kini telah menemukan bahwa mekanisme penginderaan yang berbeda berdasarkan deteksi dipol molekuler juga dapat meningkatkan arah pengembangan nanoelektronik dalam bidang kedokteran. Tren ini menunjukkan bahwa biosensor mampu menangani berbagai interaksi seluler dan dapat digunakan dalam pencegahan, identifikasi, pemantauan, atau perbaikan penyakit jangka panjang.
Pentingnya Pengembangan Biosensor Nanoelektronik
Biosensor nanoelektronik adalah bahan semikonduktor berstruktur nano yang memfasilitasi solusi yang tepat untuk aktivitas biologis pada tingkat seluler. Penelitian terkini di bidang kedokteran dan nanoteknologi telah memungkinkan formulasi mekanisme rekayasa hayati untuk meningkatkan diagnosis dan perawatan medis. Sehingga memperluas cakupan diagnosis pada tingkat seluler.
Sementara proses pengobatan, terutama selama perawatan dan diagnosis. Terus meningkat dan menargetkan metodologi diagnostik dan perawatan yang lebih spesifik. Jalur diagnosis menggunakan bentuk umum teknologi medis seperti pencitraan resonansi magnetik (MRI). Radiasi elektromagnetik, pemindaian tomografi terkomputasi (CT), dan ultrasonografi terus menimbulkan tantangan dalam hal rincian dan akurasi.
Karena rencana perawatan dan diagnosis merupakan faktor penting dalam prognosis penyakit. Penting bagi bidang kedokteran untuk mengembangkan strategi inovatif guna menargetkan area dan masalah yang tidak dapat ditangani oleh metode umum ini. Kebutuhan ini membuka jalan bagi pengembangan nanoelektronik.
Biosensor nanoelektronik merupakan bagian dari istilah kolektif nanoteknologi yang disebut solusi nanoterapi. Solusi elektronik ini dikembangkan melalui kolaborasi tim berbagai bidang keilmuan yang sangat terintegrasi yang terdiri dari insinyur mekanik dan listrik, dokter, ilmuwan, insinyur bio, ahli biokimia, dan fisikawan.
Selama bertahun-tahun, formulasi dan strategi yang tepat telah dikembangkan untuk memastikan peluncuran mekanisme biosensing yang efisien dan efektif untuk jangka panjang. Saat ini, biosensor digunakan dalam perawatan dan diagnosis berbagai kondisi medis termasuk kanker, penyakit kardiovaskular, dan penyakit otak.
Pemanfaatan Alternatif Material
Biosensor nanoelektronik biasanya terbuat dari nanokabel dengan konduktivitas tinggi. Produksi biosensor ini dilakukan untuk memastikan bahwa sensor, yang akan berada di dalam tubuh. Mampu secara efisien mengirimkan sinyal listrik ke perangkat jarak jauh yang akan digunakan oleh dokter untuk memantau dan menentukan aktivitas seluler.
Penelitian terkini telah mengeksplorasi pemanfaatan alternatif material untuk memfasilitasi kinerja yang lebih baik daripada biosensor pada umumnya. Para peneliti menyadari bahwa karena desain nanosensor yang sederhana dan efisien, penggunaan kabel yang berbeda. Seperti kabel nano silikon, juga memungkinkan. Jenis kabel ini adalah tabung nano karbon berdinding tunggal yang memperluas potensi biosensor dengan memungkinkan pengenalan target biosensing yang lebih cepat.
Biosensor nanoelektronik berbasis grafena juga digunakan sebagai alternatif utama. Grafena, misalnya, adalah alotrop karbon yang memiliki sifat listrik dan elektronik yang sangat baik yang memungkinkan kapasitas dan mobilitas pembawa yang lebih tinggi, konduktansi yang sangat dapat disetel, dan efek medan ambipolar yang baik. Karena grafena juga memiliki rasio permukaan terhadap volume yang besar, penggunaannya dalam nanoelektronik telah menjanjikan.
Dalam pengujian yang mengukur efektivitas grafena dalam nanoelektronik. Ditemukan bahwa film grafena yang tumbuh melalui deposisi uap kimia (CVD) berukuran besar mampu memfasilitasi biosensing molekuler secara real-time. Dalam penelitian lain, ditemukan bahwa biosensor grafena juga dapat digunakan dalam mendeteksi proses kimia dan biologis pada tingkat seluler. Ini berarti bahwa biosensor yang dibuat dengan grafena dapat digunakan dalam berbagai kondisi fisiologis. Dibutuhkan riset lanjutan untuk mengembangkan biosensor nanoelektronik ini.
Baca Juga : Peran Penting Teknologi Biosensor Dalam Kehidupan Modern