Logisches Mehrschrittgatter auf Basis eines Aptamersensors mit verstärktem Sensorsignal

Konventionelle Elektronik kann mehrere Logikoperationen hintereinander ausführen; für bioelektronische Logikgatter wurde diese Fähigkeit bisher jedoch selten nachgewiesen. Zudem ist die Fragestellung, wie man die technologische Lücke zwischen biochemischen Prozessen und Silicium‐basierten elektrischen Schaltungen schließt, eine Schlüsselproblematik der Bioelektronik. Hier untersuchen wir ein neuartiges, Aptamer‐basiertes Mehrschrittgatter, zusammengesetzt aus INHIBIT‐ und AND‐Gattern, das eine Netto‐XOR‐Analyse ausführt und ein elektrochemisches Ausgabesignal erzeugt. Durch die Bindung des Zielmoleküls an ein Aptamer wird ein Ladungstransfer zwischen Elektrode und Redoxsonden in der Lösungsphase ermöglicht, der das Sensorsignal verstärkt und eine direkte und zuverlässige Diagnose erlaubt. Wir zeigen eine neue Möglichkeit auf, bioelektronische logische Mehrschrittgatter zu entwerfen, mit dem Ziel, eine komplexe Diagnose basierend auf mehreren Eingangssignalen in eine Ja‐ oder Nein‐Entscheidung zu vereinfachen.