Utskrift från Malmö högskolas webbplats www.mah.se

Wireless self-powered biodevices: Function of nanowired multicentre redox enzymes and living cells

Contact person: Sergey Shleev
Responsible: Sergey Shleev
Co-workers: Zoltan Blum
Partner: Dmitry Suyatin, Lunds universitet
Funding: Vetenskapsrådet
Timeframe: 2010-01-01 -- 2012-12-31
Research profile: Biologiska gränsytor
Research programme: Biofilms Research Center for Biointerfaces
Faculty/Department: Faculty of Health and Society, The Department of Biomedical Science
Subject: Naturvetenskap

The main scientific objective of the project is to understand fundamental principles of function of nanobioensembles consisting of multicentre redox enzymes and living cells electronically connected to (semi)conductive materials. The main technological objective of the project is to electronically interface complex biological systems with nanoscale (semi)conductive materials, and, as an ultimate goal, to construct wireless self-powered biodevices for biomedical applications; fabrication and characterisation of functional nanobiodevices by means of combination of enzyme modified nanoelectrodes, functioning as a biofuel cell, with different functional solid state nanoelectronic devices, i.e. light emitting diodes and nanotransistors, will be done. The operational and transmitting units powered by a biofuel cell will be interfaced with a single nerve cell using a nanowire, and signals from the cell will be optically monitored. The interdisciplinary project, which combines state of the art nanomaterials, recent discoveries and recent interpretations of various phenomena for constructing innovative wireless self-contained devices, will be conducted by the following four tasks: (i) fabrication and characterisation of (semi)conductive nanostructures, (ii) nanowiring of redox enzymes and living cells to nanostructures, (iii) comparative studies of nanobioensembles consisting of redox enzymes and cells, and finally (iv) manufacturing and evaluation of the biodevices.

Beskrivning på svenska

Detta flervetenskapliga projekt bygger på de senaste rönen inom vitt skilda discipliner såsom nanoteknologi, cellbiologi, biofysik och biomedicinsk teknologi. Det huvudsakliga vetenskapliga ändamålet är att söka förstå hur nanobiokomplex, bestående av flerkärniga redoxenzym och levande celler, elektriskt kopplade till ledare/halvledare fungerar. Det huvudsakliga teknologiska ändamålet är att elektriskt förbinda komplexa biologiska system med artificiella nanoledare/-halvledare. I förlängningen är målet att skapa självförsörjande, trådlöst kommunicerande specifika biomedicinska sensorer. För måluppfyllelsen krävs i förstone konstruktion och optimering av biobränsleceller baserade på enzymmodifierade nanoelektroder samt tillgång till halvledarbaserade lysdioder och nanotransistorer. Mätnings- och kommunikationsmodulerna, som försörjs av en biobränslecell, kopplas via en nanoledning till en nervcell och nervcellens aktiviteter avläses optiskt.

Senast uppdaterad av Magnus Jando