Using Graphene Field-Effect Transistors for Real-Time Monitoring of Dynamic Processes at Sensing Interfaces. Benchmarking Performance against Surface Plasmon Resonance

dc.creatorScotto, Juliana
dc.creatorCantillo, Agustin
dc.creatorPiccinini, Esteban
dc.creatorFenoy, Gonzalo Eduardo
dc.creatorAllegretto, Juan Alejandro
dc.creatorPiccinini, José M.
dc.creatorMarmisollé, Waldemar Alejandro
dc.creatorAzzaroni, Omar
dc.date2022-08
dc.date.accessioned2023-08-31T00:18:13Z
dc.date.available2023-08-31T00:18:13Z
dc.identifierhttp://hdl.handle.net/11336/203684
dc.identifierScotto, Juliana; Cantillo, Agustin; Piccinini, Esteban; Fenoy, Gonzalo Eduardo; Allegretto, Juan Alejandro; et al.; Using Graphene Field-Effect Transistors for Real-Time Monitoring of Dynamic Processes at Sensing Interfaces. Benchmarking Performance against Surface Plasmon Resonance; American Chemical Society; ACS Applied Electronic Materials; 4; 8; 8-2022; 3988-3996
dc.identifier2637-6113
dc.identifierCONICET Digital
dc.identifierCONICET
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/8543298
dc.descriptionGraphene field-effect transistors (gFETs) are promising tools for the development of precise and affordable techniques for the study of molecular binding kinetics, crucial in applications such as biomolecule therapies, drug discovery, and medical diagnostics. Nevertheless, determining the reliability and modeling the gFET signal for the monitoring of molecular binding and adsorption are still needed. Here, we prove that the gFET technology allows monitoring in real time the adsorption of both positive and negative polyelectrolytes, used as model charged macromolecules, using a low-cost portable gFET setup (Zaphyrus-W10), whose graphene channel was produced by reduction of graphene oxide. The gFET response is compared and validated against the surface plasmon resonance (SPR) technique. Remarkably, the electronic response is directly correlated with the mass adsorption, and very similar kinetic profiles are obtained for both techniques. Moreover, the adsorption kinetics of a polyelectrolyte assembled in a layer-by-layer give evidence that, even at ionic strengths near to the physiological conditions, the electrostatic interactions can be sensed at large distances from the graphene surface (20-fold higher in comparison to the solution Debye length). Biasing the gFET with a Ag/AgCl coplanar gate electrode avoids capacitive current contributions from nonbinding phenomena and displays a transistor signal proportional to the adsorbed mass. Furthermore, a marked amplification of the electronic signal without alteration of the macromolecule adsorption kinetics by using a Ag/AgCl gate in comparison with a nongated device is evidenced. Thus, the suitability of the coplanar-gated gFET technology for the study of molecular binding kinetics is illustrated.
dc.descriptionFil: Scotto, Juliana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; Argentina
dc.descriptionFil: Cantillo, Agustin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; Argentina. GISENS BIOTECH; Argentina
dc.descriptionFil: Piccinini, Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; Argentina
dc.descriptionFil: Fenoy, Gonzalo Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; Argentina
dc.descriptionFil: Allegretto, Juan Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; Argentina
dc.descriptionFil: Piccinini, José M.. GISENS BIOTECH; Argentina
dc.descriptionFil: Marmisollé, Waldemar Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; Argentina
dc.descriptionFil: Azzaroni, Omar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; Argentina
dc.formatapplication/pdf
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dc.languageeng
dc.publisherAmerican Chemical Society
dc.relationinfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsaelm.2c00624
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dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/restrictedAccess
dc.rightshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.subjectBINDING KINETICS
dc.subjectELECTROLYTE-GATED FIELD-EFFECT TRANSISTOR (EG-FET)
dc.subjectGRAPHENE
dc.subjectLAYER-BY-LAYER (LBL)
dc.subjectMACROMOLECULES
dc.subjectPOLYELECTROLYTE MULTILAYER (PEM)
dc.subjectSENSOR
dc.subjectSURFACE PLASMON RESONANCE (SPR)
dc.subjecthttps://purl.org/becyt/ford/1.4
dc.subjecthttps://purl.org/becyt/ford/1
dc.titleUsing Graphene Field-Effect Transistors for Real-Time Monitoring of Dynamic Processes at Sensing Interfaces. Benchmarking Performance against Surface Plasmon Resonance
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/article
dc.typeinfo:ar-repo/semantics/artículo
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion


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