DE10126341A1

DE10126341A1 - Electrochemical DNA sensor, method for producing and operating such a DNA sensor

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Publication number: DE10126341A1
Application number: DE10126341A
Authority: DE
Inventors: Walter Gumbrecht; Konrad Mund; Manfred Stanzel
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2001-05-30
Filing date: 2001-05-30
Publication date: 2002-12-12
Also published as: WO2002097413A3; WO2002097413A2

Abstract

DNA-sensors consisting of electrode arrays with interdigital structures are known. According to the invention, the interdigital structure has additional reaction surfaces for attaching thiols. To produce a DNA-sensor of this type, an additional non-precious metal, e.g. copper, is first deposited on the electrode surfaces and a solution containing thiols is applied to the sensor array. The thiols attach themselves to the free surfaces and the metal and thiols attached thereto are subsequently removed using diluted sulphuric acid. During the operation of a sensor of this type, markers are attached to the surfaces covered by the thiols.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrochemischen DNA- Sensor mit einer Anordnung aus zwei Kammelektroden auf einer Silizium-Chip-Oberfläche, wobei die Kammelektrodenanordnung Interdigitalstrukturen mit ineinandergreifenden Elektroden fingern bildet. Daneben bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung und auf eine zugehörige Betriebs weise eines solchen DNA-Sensors.The invention relates to an electrochemical DNA Sensor with an arrangement of two comb electrodes on one Silicon chip surface, the comb electrode arrangement Interdigital structures with interlocking electrodes finger forms. In addition, the invention relates to Method of manufacturing and related operation such a DNA sensor.

Für die DNA-Analyse werden elektrochemische Sensoren verwen det, die beispielsweise ein mikrostrukturiertes Elektrodenar ray haben, für die das sogenannte Redox-Cycling Basis ist. Dabei wird eine Interdigitalstruktur mit Gold als Elektroden material verwendet. Üblicherweise werden dabei auf der Elekt rodenfläche Thiol-Verbindungen, beispielsweise Thiol-Alcan modifizierte Olegonucleotide (sog. Thiol-ONTs oder kurz Thio le), angelagert, die als langkettige Moleküle mit ihrer Schwefelkomponente auf der Goldoberfläche verankert werden und am Kopf sogenannte Oligos als Sonde tragen.Electrochemical sensors are used for DNA analysis det, for example a microstructured electrode have ray, for which the so-called redox cycling is the basis. An interdigital structure with gold as electrodes is used material used. Usually, the elec electrode surface thiol compounds, for example thiol-alcan modified oligonucleotides (so-called thiol-ONTs or thio for short) le), attached as long chain molecules with their Sulfur component to be anchored to the gold surface and wear so-called oligos on the head as a probe.

Verfahren und zugehörige Anordnungen letzterer Art sind in den älteren, nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmel dungen DE 100 58 394.6 und DE 100 58 397.0 beschrieben. Im vorbeschriebenen Fall kann es vorkommen, dass die Thiole bei einer vollständigen Bedeckung die Elektrodenoberflächen bloc kieren und dadurch die für den DNA-Sensor notwendigen elek trochemischen Reaktionen verhindern.Methods and associated arrangements of the latter type are in the older, unpublished German patent applications DE 100 58 394.6 and DE 100 58 397.0 described. in the In the case described above, it can happen that the thiols in a complete coverage bloc the electrode surfaces and thereby the elec. necessary for the DNA sensor prevent trochemical reactions.

Aufgabe der Erfindung ist es, hier für Verbesserungen zu sor gen und einen DNA-Sensor zu schaffen, der die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist. Gleichermaßen soll ein Verfahren zur Herstellung eines solchen DNA-Sensors und die zugehörige Betriebsweise des DNA-Sensors angegeben werden. The object of the invention is to sor here for improvements gen and to create a DNA sensor that has the disadvantages of Does not have the prior art. Likewise, a Process for producing such a DNA sensor and the associated operation of the DNA sensor can be specified.

Die Aufgabe ist bei einem DNA-Sensor der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Gesamtheit der Merkmale des Pa tentanspruches 1 gelöst. Das zugehörige Herstellungsverfahren ist Gegenstand des Patentanspruches 11 und ein zugehöriges Betriebsverfahren Gegenstand des Patentanspruches 20. Jeweils vorteilhafte Weiterbildungen sind in den auf die unabhängigen Hauptansprüche zurückbezogenen abhängigen Ansprüchen angege ben.The task for a DNA sensor is the one mentioned at the beginning Art according to the invention through the entirety of the features of Pa claim 1 solved. The associated manufacturing process is the subject of claim 11 and an associated Operating method Subject of claim 20. Each Advantageous further developments are based on the independent Main claims related to dependent claims ben.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass in kammar tigen Strukturen in die Lücken zwischen den Elektrodenfingern zusätzlich mit Goldflächen versehen werden können, wobei die se Bereiche die Immobilisierung-Basis für die Thiole (Thiol- ONTs) sind. Da der Sensor in bekannter Weise Kammelektroden mit einer Interdigitalstruktur aufweist, muss die Interdigi talstruktur während der Adsorption der Thiole abgedeckt wer den. Beispielsweise kann vor der Adsorption auf der Goldober fläche eine "Schutz"-Metallschicht elektrochemisch abgeschie den werden. Hierfür ist in besonderem Maße Kupfer geeignet, ggf. kommt aber auch Silber infrage.The invention is based on the finding that in kammar structures in the gaps between the electrode fingers can also be provided with gold surfaces, the areas of immobilization for the thiols (thiol ONTs) are. Since the sensor comb electrodes in a known manner with an interdigital structure, the Interdigi Valley structure covered during the adsorption of the thiols the. For example, before adsorption on the gold top surface a "protective" metal layer electrochemically that will. Copper is particularly suitable for this, however, silver may also be considered.

Bei der Erfindung können die Thiole auch auf der "Schutz"- Metallschicht teilweise adsorbieren, während die reaktiven Goldflächen der Elektroden vollständig geschützt sind. Nach Erreichen der vollständigen Bedeckung wird das Lösungsmittel, das die Thiole enthält, entfernt und der Reaktionsraum ge spült. Anschließend wird der Reaktionsraum mit einem Elektro lyten gefüllt, in dem das "Schutz"-Metall, das die Goldelek roden bedeckt, elektrochemisch oxidiert und gelöst wird.In the invention, the thiols can also be used on the "protection" Partially adsorb metal layer while reactive Gold surfaces of the electrodes are completely protected. To When the solvent is completely covered, that contains the thiols, removed and the reaction space ge flushes. Then the reaction chamber with an electric lyten filled, in which the "protection" metal, which the Goldelek cleared, electrochemically oxidized and dissolved.

Der DNA-Sensor gemäß der Erfindung wird dadurch in besonders einfacher Weise hergestellt, dass die Elektrodenoberfläche temporär abgedeckt wird, dieser Prozess durch Metallabschei dung realisiert wird und ein geeignetes Material, beispiels weise Kupfer darauf aufgebracht wird. Durch die Kupferab scheidung und spätere Auflösung wird die Oberfläche der Elektrode wieder in den Ausgangszustand versetzt. Da im wäss rigen Elektrolyten die gebundenen Thiole nicht löslich sind, können sie aufgrund ihrer Bindung die Oberfläche nicht mehr erreichen, bzw. dort adsorbieren..This makes the DNA sensor according to the invention particularly special simply made that the electrode surface this process is temporarily covered by metal shedding is realized and a suitable material, for example wise copper is applied to it. Through the copper divorce and later dissolution becomes the surface of the Electrode returned to its original state. Since in the water electrolytes, the bound thiols are not soluble, because of their bond they can no longer surface reach or adsorb there ..

Beim erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren lässt man die Thiole aus einer Lösung geringer Konzentration auf der Ober fläche des Substrates adsorbieren, wobei eine nur teilweise Bedeckung durch Abbruch des Adsorptionsvorganges erreicht werden kann. Dies führt dazu, dass es zu keinem vollständigen Self-Assembly der Moleküle kommt, so dass in jedem Fall, ab hängig vom Bedeckungsgrad die katalytische Aktivität der Elektrode reduziert und die Effektivität des Sensors be schnitten wird. Trotzdem sind aber die Voraussetzungen für eine Messung gegeben.In the manufacturing process according to the invention, the Thiols from a solution of low concentration on the upper adsorb surface of the substrate, one only partially Coverage achieved by stopping the adsorption process can be. This results in it not being a complete one Self-assembly of the molecules comes off, so in any case depending on the degree of coverage the catalytic activity of the Electrode reduced and the effectiveness of the sensor be will cut. Nevertheless, the prerequisites for given a measurement.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung in Verbindung mit den Patentansprüchen. Es zei genFurther details and advantages of the invention emerge from the description of the figures using exemplary embodiments the drawing in conjunction with the claims. It shows gene

Fig. 1 die Meßmethode beim neuem DNA-Sensors, Fig. 1, the measurement method in the new DNA sensor,

Fig. 2 eine Anordnung für eine oxidationsbestimmte Messung und Fig. 2 shows an arrangement for an oxidation-determined measurement and

Fig. 2 bis 4 drei Alternativen für Interdigitalstrukturen mit zusätzlicher Immobilisierungsfläche zur Anlage rung der Thiole. Fig. 2 to 4 three alternatives for interdigital structures with additional immobilization for tion tion of the thiols.

Mit einem Silizium-Chip-Sensor kann in der Bioanalytik er reicht werden, dass mit Hilfe elektrochemischer Verfahrens schritte ein Sensor zur Messung von DNA (Desoxiribonuclein säuren), bei dem die Signale elektrisch auslesbar sind, ein setzbar wird. Dies Verfahren beruht darauf, dass man kammar tige Elektrodenstrukturen, die auch als Interdigitalstruktu ren bezeichnet werden, bevorzugt aus Gold (Au) auf einem Si lizium-Chip herstellt, auf dem anschließend auf den Elektro denfingern oder Elektrodenzungen Thiole verankert werden, die später einen Marker tragen können.With a silicon chip sensor, it can be used in bioanalytics be enough that with the help of electrochemical processes steps a sensor to measure DNA (deoxiribonuclein acids) in which the signals can be read out electrically becomes settable. This procedure is based on kammar term electrode structures, which are also called interdigital structures ren, preferably made of gold (Au) on a Si manufactures a silicon chip, which is then used for the electronics be anchored to the fingers or electrode tongues of thiols can wear a marker later.

Es ist bekannt, dass Thiole mit ihrer Schwefelgruppe fest auf einer Elektrodenoberfläche gebunden sind und dass sie nach folgende Elektrodenreaktionen in ihrer Geschwindigkeit sen ken. Dadurch tritt bei der vorgesehenen Redox-Reaktion an stelle einer Diffusionshemmung eine Durchtrittshemmung auf.It is known that thiols with their sulfur group are firmly attached are bound to an electrode surface and that they are after following electrode reactions in their speed sen ken. This leads to the intended redox reaction put a diffusion inhibition on a penetration inhibition.

Bekannt sind weiterhin beispielsweise DNA-Sensoren für opti sche Ausleseverfahren, wobei die Reaktionsblockierung nicht in das Verfahren eingreift. Das Auslesen und Verarbeiten der optischen Signale kann aber nur mit hohem Aufwand erfolgen.For example, DNA sensors for opti are also known cal readout process, the reaction blocking is not intervenes in the process. Reading and processing the optical signals can only be done with great effort.

In der Fig. 1 ist eine Messanordnung mit zwei Elektroden 2 und 3 dargestellt, bei der zusätzlich eine Goldfläche 5 vor handen ist. Diese Goldflächen 5 sind Immobilisierungs-Basis für die Thiole.In Fig. 1 shows a measuring arrangement is shown with two electrodes 2 and 3, wherein in addition a gold surface 5 before hands. These gold areas 5 are the immobilization basis for the thiols.

Die Elektrodenstruktur 2, 3 ist während der Adsorption der Thiole abgedeckt, wofür vor der Adsorption auf der Goldober fläche 5 ein Metall elektrochemisch abgeschieden wird. Das Metall ist Kupfer oder Silber. Auf dem Kupfer oder Silber können dann auch teilweise die Thiole adsorbieren, während die reaktiven Goldflächen vollständig geschützt sind.The electrode structure 2 , 3 is covered during the adsorption of the thiols, for which purpose a metal is electrochemically deposited on the gold surface 5 before the adsorption. The metal is copper or silver. The thiols can then partially adsorb on the copper or silver, while the reactive gold surfaces are completely protected.

Nach Erreichen einer vollständigen Bedeckung wird das Lö sungsmittel, das die Thiole enthält, entfernt und der Reakti onsraum gespült. Im nächsten Schritt wird dann der Reaktions raum mit einem Elektrolyten gefüllt, in dem das Metall, das die Goldelektroden bedeckt, elektrochemisch oxidiert und ge löst wird. Für Kupfer als Metall wird beispielsweise Puffer pH < = 7 als Elektrolyt verwendet.After complete coverage, the Lö solvent containing the thiols removed and the Reacti rinsed room. The next step is the reaction filled with an electrolyte in which the metal, the the gold electrodes covered, electrochemically oxidized and ge is resolved. Buffer is used for copper as metal, for example pH <= 7 used as electrolyte.

Wird anschließend die Interdigitalstruktur 1 auf ein Potenti al positiver als das Bildungspotential des Kupfer-Ions gelegt, wird Kupfer als Kupfer-Ion im Elektrolyten gelöst. Der Strom geht gegen Null, wenn die Bedeckung der Goldelektroden 5 mit Kupfer vollständig abgebaut ist. Der Elektrolyt wird dann entfernt. Anschließend erfolgen die weiteren Schritte zum Aufbau des Sensorsystems für die DNA-Analyse.If the interdigital structure 1 is then placed at a potential that is more positive than the formation potential of the copper ion, copper as the copper ion is dissolved in the electrolyte. The current goes to zero when the covering of the gold electrodes 5 with copper is completely reduced. The electrolyte is then removed. The next steps are then to set up the sensor system for DNA analysis.

Das Substrat 1 mit planarer Oberfläche wird beispielsweise durch die kristallographische Oberfläche eines Silizium-Chips gebildet. Auf dem Substrat 1 ist ein Array von optischen/- elektrischen Detektoren 2, 2', . . . und 3, 3' auf vorgegebenen Arraypositionen realisiert, mit denen bioanalytische Untersu chungen mit enzymgekoppelten Reaktionen vorgenommen werden. Im Einzelnen ist für die bioanalytischen Untersuchungen ein Fänger-Molekül mit 100, ein Analyt-Molekül mit 200 und ein sog. Enzym-Label mit 300 bezeichnet. Dabei reagieren das Fän germolekül 100 spezifisch mit einem komplementären Analytmo lekül 200 und immobilisiert so arraypositionsspezifisch einen Enzym-Label 300. Anschließend zugegebenes Enzym-Substrat 400 wird durch die katalytische Wirkung des Enzym-Labels in ein Produkt 500 überführt.The substrate 1 with a planar surface is formed, for example, by the crystallographic surface of a silicon chip. On the substrate 1 is an array of optical / - electrical detectors 2, 2 ',. , , and 3 , 3 'realized at predetermined array positions with which bioanalytical investigations with enzyme-coupled reactions are carried out. For the bioanalytical investigations, a catcher molecule is designated with 100 , an analyte molecule with 200 and a so-called enzyme label with 300 . The capture molecule 100 specifically reacts with a complementary analyte molecule 200 and thus immobilizes an enzyme label 300 specifically for the array position. Enzyme substrate 400 which is subsequently added is converted into a product 500 by the catalytic action of the enzyme label.

Auf jeder Arrayposition 8, 8', . ., kann mit Hilfe des dort lokalisierten optischen oder elektrischen Detektors 2, 2', . . . die Abnahme/Zunahme von Substrat/Produkt gemessen werden.At each array position 8 , 8 ',. ., can be located there with the help of the optical or electrical detector 2 , 2 ',. , , the decrease / increase of substrate / product can be measured.

In bestimmten Fällen ist das Redox-Verhalten diffusionsbe stimmt. Als Beispiel für ein Redoxpaar sei p-Aminophenol/- Chinonimin genannt:
In certain cases, the redox behavior is determined by diffusion. An example of a redox couple is p-aminophenol / quinone imine:

Am entsprechenden Redoxprozess sind 2 Elektronen sowie 2 H⁺- Ionen beteiligt.Two electrons and two H ⁺ ions are involved in the corresponding redox process.

Dieses System kommt z. B. bei Enzym-gekoppelten Nachweisreak tionen zum Einsatz. Dabei wird das Enzym "Alkalische Phospha tase" als Label- bzw. Verstärkungs-Substanz eingesetzt. Alka lische Phosphatase ist in der Lage, p-Aminophenyl-Phosphat in p-Aminophenol und Phosphat zu spalten:
This system comes e.g. B. in enzyme-coupled detection reactions used. The enzyme "alkaline phosphate tase" is used as a label or reinforcing substance. Alkaline phosphatase is able to split p-aminophenyl phosphate into p-aminophenol and phosphate:

Das entstehende p-Aminophenol wird am Elektroden-System oxi diert bzw. das Redoxpaar p-Aminophenol/Chinonimin zyklisiert.The resulting p-aminophenol is oxi on the electrode system diert or the redox couple cyclized p-aminophenol / quinonimine.

Speziell bei dem anhand der Fig. 2 dargestellten Sensorsys tem ist also wesentlich, dass die zusätzliche Reaktionsflä chen aus Gold so platziert sind, dass eine günstige Lokali sierung in der Nähe der positiven Elektroden in den Finger strukturen der Kammelektroden gegeben ist. Dazu zeigen die Fig. 3 bis 5 entsprechende Alternativen anhand von Elek trodenanordnungen 30, 40 und 50.In the sensor system shown in FIG. 2, in particular, it is essential that the additional reaction surfaces made of gold are placed in such a way that there is a favorable localization in the vicinity of the positive electrodes in the finger structures of the comb electrodes. To this end, Figs. 3 to 5 corresponding alternatives based on Elek trodenanordnungen 30, 40 and 50.

In der ersten Alternative gemäß Fig. 3 zur Anwendung bei der Messanordnung gemäß Fig. 2 haben die beiden Kammelektroden 31 und 33 unterschiedliche Periodizitäten. Beispielsweise hat die untere Kammelektrode 33 eine geringere Periodizität der Elektrodenfinger 34, d. h. eine größere Anzahl von Fingern pro Flächeneinheit. Dies bedeutet, dass von den Elektrodenfingern 32 der oberen Kammelektrode 31 jeder Elektrodenfinger 32 von zwei Elektrodenfingern 34 der unteren Kammelektrode benach bart ist. In den in größerem Abstand gebildeten Lücken sind dann die zusätzlichen Flächen 35 vorhanden.In the first alternative according to FIG. 3 for use in the measuring arrangement according to FIG. 2, the two comb electrodes 31 and 33 have different periodicities. For example, the lower comb electrode 33 has a lower periodicity of the electrode fingers 34 , ie a larger number of fingers per unit area. This means that of the electrode fingers 32 of the upper comb electrode 31 each electrode finger 32 of two electrode fingers 34 of the lower comb electrode is adjacent. The additional surfaces 35 are then present in the gaps formed at a greater distance.

Letztere Anordnung der Kammelektroden ist dann günstig, wenn die Reaktionshemmungen für den anodischen und für den katho dischen Prozess unterschiedlich sind.The latter arrangement of the comb electrodes is advantageous if the reaction inhibitions for the anodic and for the catho process are different.

In Fig. 4 besteht die Elektrodenanordnung 40 aus zwei iden tischen Kammelektroden 41 bzw. 41', die mit ihren Elektroden fingern 42 bzw. 42' ineinander greifen und so die Interdigi talstruktur bilden. Zwischen den benachbarten Elektrodenfin gern 42 bzw. 42' ist jeweils eine zusätzliche Fläche 45 ein gebracht, die entsprechend der Fläche 5 in den Fig. 1 und 2 die Thiole tragen. Wesentlich ist dabei, dass jede der zu sätzliche Flächen 45 genau einen Elektrodenfinger 42 bzw. 42' benachbart ist. Dabei ist wesentlich, dass die Dimensionie rung der Elektrodenfinger 42 bzw. 42' und der zusätzlichen Fläche gleich sind, so dass sich in Längsrichtung hinsicht lich der Flächen eine vollständige Identität ergibt.In Fig. 4, the electrode assembly 40 consists of two identical comb electrodes 41 and 41 ', the fingers with their electrodes 42 and 42 ' interlock and thus form the interdigital tal structure. Between the adjacent Elektrodenfin like 42 and 42 ', an additional area is respectively accommodated 45, which carry corresponding to the area 5 in Figs. 1 and 2, the thiols. It is essential that each of the additional surfaces 45 is exactly adjacent to an electrode finger 42 or 42 '. It is essential that the dimensioning of the electrode fingers 42 and 42 'and the additional surface are the same, so that there is a complete identity in the longitudinal direction with regard to the surfaces.

In Fig. 5 ist die Periodizität der beiden Kammelektroden - wie in Fig. 4 - ebenfalls gleich, jedoch der Periodenabstand größer. Dies bedeutet, dass die dazwischen liegenden Flächen in ihrer Breite größer ausgebildet sind und beispielsweise die 3-fache Breite wie die Elektrodenfinger aufweisen. . However, the period spacing also equal to, greater - in Figure 5 is the periodicity of the two comb electrodes -. As in Fig. 4 This means that the areas in between are made wider in their width and have, for example, 3 times the width as the electrode fingers.

Die Herstellung der Elektrodenstrukturen entsprechen den Fig. 3 bis 5 erfolgt entsprechend der anhand Fig. 1 be schriebenen Vorgehensweise. Die Kammstrukturen sind nach der beschriebenen Herstellung voll funktionsfähig und werden bei der Redox-Reaktion zur Identifikation der DNA-Fragmente wirk sam. Die freien Flächen sind von den Thiolen bedeckt, wobei die Marker an den Kopfgruppen der Thiole verankert werden.The manufacture of the electrode structures corresponding to FIGS. 3 to 5 is carried out in accordance with the procedure described with reference to FIG. 1. The comb structures are fully functional after the production described and are effective in the redox reaction to identify the DNA fragments. The free areas are covered by the thiols, the markers being anchored to the head groups of the thiols.

Wesentlich ist bei den beschriebenen Beispielen, dass die Funktion der Kammstrukturen auf die elektrochemische Detek tion beschränkt ist. Die Elektrodenfinger werden selbst also nicht für die Markerplatzierung genutzt. Stattdessen werden separate Reaktionsflächen zur Verfügung gestellt. Die konkre te Ausbildung der Reaktionsflächen ergibt sich dabei anhand des Einzelfalls, je nachdem, ob eine Diffusionshemmung oder eine Durchtrittshemmung geschwindigkeitsbestimmend ist.It is essential in the examples described that the Function of the comb structures on the electrochemical detec tion is limited. So the electrode fingers themselves not used for marker placement. Instead be separate reaction areas are provided. The conc te formation of the reaction surfaces is based on of the individual case, depending on whether a diffusion inhibition or an inhibition of penetration is speed-determining.

Claims

1. Electrochemical DNA sensor with an arrangement of two comb electrodes on a silicon chip surface, the comb electrode arrangement consisting of anode and cathode forming an interdigital structure with interdigitated electrode fingers, characterized in that the interdigital structure ( 1 , 20 , 30 , 40 ) Additional Reakti onsflächen ( 5 , 25 , 35 , 45 ) are assigned to the attachment of thiols.

2. DNA sensor according to claim 1, characterized in that for an oxidation determined process, the additional reaction surfaces ( 5 , 25 , 35 , 45 ) are adjacent to the anode electrode fingers of a comb electrode.

3. DNA sensor according to claim 2, characterized in that the comb-like interdigitated electrode fingers ( 32 , 34 ) of the two comb electrodes ( 21 , 23 ) in the interdigital structure ( 20 ) have different periodicity and that the additional reaction surface ( 25 ) between two electrode fingers ( 22 , 24 ) one of the comb electrodes ( 21 , 23 ).

4. DNA sensor according to claim 1, characterized in that the comb-like interdigitated electrode fingers ( 42 , 42 ', 52 , 52 ')) of the two comb electrodes ( 41 , 41 ', 51 , 51 ') have the same periodicity and that each electrode finger ( 42 , 42 '; 52 , 52 ') each of two additional reaction surfaces ( 45 , 45 ) is neighbors.

5. DNA sensor according to claim 1, characterized in that the respective additional reaction area has the same size as an electrode finger ( 42 , 22 ') of the interdigital structure ( 40 ).

6. DNA sensor according to claim 1, characterized in that the respective additional reaction area ( 55 , 55 ) is larger than the electrode fingers ( 42 , 44 ; 52 , 52 ') of the interdigital structure ( 40 , 50 ).

7. DNA sensor according to claim 6, characterized in that the additional reaction surface ( 55 ) has approximately three times the area of an electrode finger ( 52 , 52 ').

6. DNA sensor according to claim 1, characterized in that the additional reaction surface ( 55 ) has the same length and approximately three times the width as an electrode finger ( 52 , 52 ').

9. DNA sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the too additional reaction surface consists of gold.

10. DNA sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the too additional reaction surfaces and the comb electrodes from the same material.

11. A method for producing a DNA sensor according to claim 1 or one of claims 2 to 10, with the following procedural steps:

- Another metal is deposited on the electrode surfaces made of gold or another noble metal and a thiol-containing solution is brought into the reaction chamber;
- The thiols are deposited on the free surfaces and on the metal tall or comb structures;
- The metal and the attached thiols are then removed by an electrochemical process on the comb structures.

12. Manufacturing method according to claim 11, characterized characterized that for the electrochemical process a pH <= 7 buffer is used.

13. Manufacturing method according to claim 11, characterized characterized that as electrodes gold layers can be used.

14. Manufacturing method according to claim 10, characterized characterized that as a cover copper is used.

15. Manufacturing method according to claim 11, characterized characterized that to the free, from the In a further process step, thiols covered areas so-called markers can be attached.

16. Manufacturing method according to claim 11, characterized marked that the markers on the head groups of thiols are anchored.

17. A method for operating a DNA sensor according to claim 1 or one of claims 2 to 9, wherein the sensor according to the Method according to claim 10 or one of claims 11 to 16 is made, characterized net that as a sensor the oligos of the thiols, which as long chain molecules with their sulfur components on the Gold surface to be anchored, serve.

18. Operating method according to claim 17, characterized characterized that a redox (re) cycling Basis for the operation of the micro-structured electrodes arrays is.