BOF groot project : Molecular wires probing and understanding their electronic and mechanical properties (R-2151)

Dit voorstel richt zich op de studie van de elektrische en mechanische eigenschappen van draadvormige moleculen die een bijzondere functie in biologische context vervullen: DNA-fragmenten als dragers van de erfelijke informatie, proteïnen die als antilichamen de basis vormen van ons immuunsysteem, en elektrisch geleidende polymeren die in staat zijn biomoleculen te binden vanuit waterige middens. Bij biosensoren is er doorgaans sprake van grote ensembles van dergelijke moleculen maar in deze aanvraag focussen we specifiek op het gedrag van individuele moleculeketens. De centrale experimentele uitdaging bestaat in het handling van individuele ketens en het aanbrengen van contacten, die zowel als elektrische aansluitingen dienen als voor de mechanische manipulatie. Hierbij zullen we een beroep doen op de combinatie van eigen expertise (immobilisatie van biomoleculen op oppervlakken) en de C-AFM-techniek, d.w.z. atomaire kracht-microscopie met een elektrisch geleidende tip. Hierdoor kunnen verschillende extrinsieke factoren voor het geleidings- en hybridisatiegedrag van DNA (temperatuur, pH, zoutconcentratie, trekspanning) op systema-tische wijze worden ontleed. Voorts zullen op analoge wijze de geleidingseigenschappen van polymeerketens worden onderzocht en de invloed van bindingen die ontstaan bij herkenningsreacties tussen deze polymeren en proteïnen. Ten slotte richten we ons tot de moleculaire mechanica van antilichaam-antigen interacties en onderzoeken in hoeverre het bindingsgedrag zich laat beïnvloeden door lokale elektrische velden.

Trefwoorden:BIOMOLECULEN, BIOSENSOREN, ELEKTRO-OPTISCHE MATERIAALSYSTEMEN, ELEKTRONISCHE MATERIAALSYSTEMEN

Disciplines:Fysica, Elektrotechniek en elektronica, Mechanische en productie ingenieurswetenschappen