ساخت و اصلاح سطح در حسگرهای زیستی نانومکانیکی

عضو زیستی به عنوان عامل تشخیص‌گر در یک زیست‌ حسگر از گزینش‌پذیری بالایی برای برهم کنش زیستی و آشکارسازی آنالیت (ماده مورد تجزیه) برخوردار است. مبدل فیزیکی پدیده شناسایی را به یک اثر قابل اندازه گیری مانند سیگنال الکتریکی، نشر نوری یا حرکت مکانیکی تبدیل می کند. این اثر در نهایت توسط سیستم قرائت اندازه گیری می شود. نانوکانتیلورها و میکروکانتیلورها می توانند در ساختمان زیست حسگرها بعنوان مبدل سیگنال شیمیایی به حرکت مکانیکی با حساسیت بالا بکار می روند. جنس کانتیلور ها از از ترکیبات سیلیکون و یا از جنس بعضی پلیمرها بوده و عامل‌دار کردن سطح کانیتلور با گیرنده های ویژه آنالیت کلید استفاده از کانتیلورها برای آشکارسازی گزینشی مولکول ها می باشد.

این مقاله شامل سرفصل‌های زیر است:
1- مقدمه : ساخت کانتیلورها
2-اصلاح و عامل‌دار کردن کانتیلورها
3- افزودن آنالیت
4- اطلاعات حاصل از کانتیلور
5- کاربردهای تجزیه ای کانتیلورها
1-5-آشکارسازی یون ها
2-5- آشکارسازی pH محلول
3-5- آشکارسازی مواد فرار: n- اکتان
4-5- آشکارسازی پروتئین ها
5-5- آشکارسازی DNA
6- بحث و نتیجه گیری

کانتیلورها سکوهای فنری در اندازه های نانو و میکرو می باشند که از یک انتها متصل و از انتهای دیگر آزادند. اتصال ماده مورداندازه گیری به گیرنده ویژه در سطح کانتیلور سبب خمیدگی یا تغییر فرکانس رزونانس در انتهای آزاد کانتیلور می گردد. انعطاف  پذیری ذاتی همراه با دسترسی به تکنیک های طراحی شده برای نمایش خمیدگی، کانتیلورها را به ابزارهای قوی همه جانبه تبدیل کرده است.

کانتیلورها نوعاً از Silicon/Silicon nitride یا مواد پلیمری ساخته می شوند که محدوده ابعاد آنها از دهها تا صدها میکرومتر طول و چند ده میکرومتر عرض و صدها نانومتر ضخامت می باشد. همچنین کاتیلیورها می توانند بصورت آرایه-هایی شامل ده تا هزاران کانتیلور باشند که جایگزین مناسبی برای تراشه های پروتئین و DNA رایج هستند[1].
کانتیلورهای سیلیکون و نیترید سیلیکون و اکسید سیلیکون بصورت تجاری و در اشکال مختلف در اندازه های قابل مقایسه با کانتیلورهای(Atomic Force Microscopy) AFM موجودند. کانتیلورها با استفاده از تکنولوژی پروسه فیلم نازک مقاوم ساخته می شوند که بطور ارزان با بازده بالا و امکان بازتولید خوب فراهم می شوند. برای اجتناب از خمیدگی ذاتی کانتیلور، لایه ساختاری باید از اختلاف فشار آزاد باشد [1].
حساسیت کانتیلور به شدت تابع ثابت فنر می باشد. هر چه ثابت فنر پایین تر باشد حساسیت اندازه گیری بر مبنای روش استاتیک در مایعات بالاتر است. عامل کلیدی که شدیداً ثابت فنر کانتیلور را متأثر می کند ضریب یانگ است که مستقیماً با خواص ماده کانتیلور ارتباط دارد. کانتیلورهای ساخته شده از سیلیکون یا مواد مرتبط ضریب یانگ بالایی دارند اما کانتیلورهایی که از مواد نرمتر ساخته می شوند برای اندازه گیری انحراف استاتیک بسیار حساس خواهند بود. بنابراین پلیمرها با ضریب یانگ خیلی کمتر از سیلیکون بعنوان ماده جایگزین برای ساخت کانتیلورها استفاده می شوند. بین پلیمرها SU-8 بسیار حساس می باشد که ثابت یانگ حدود 40 برابر کمتر از سیلیکون نشان می دهد. استفاده از این مواد ساخت کانتیلورهارا ارزان، سریع و قابل اطمینان می سازد [2].
اصلاح شکل و ابعاد کانتیلورها می تواند ثابت فنر را بهبود بخشد. هر چه کانتیلور طولانی تر و نازکتر باشد ثابت فنر کوچک تر و کارایی بهتر خواهد بود [2].
جهت گیری های بعدی در زیست حسگرهای نانومکانیکی، عمدتاً متوجه راهکارهای جدید ساخت در جهت افزایش پاسخ کانتیلور می باشد. یکی از موارد، کار روی مینیاتوریزه کردن کانتیلور تا مقیاس نانو می باشد. نانوکانتیلورها ثابت فنر بزرگی نشان می دهند و برای آشکارسازی خمیدگی ناشی از جذب سطحی کانتیلور نامناسب اند اما می توانند برای اندازه گیری های دینامیک(رجوع شود به شرح روش های دینامیک و استاتیک در مقاله حسگرهای زیستی نانومکانیکی1) با حساسیت بسیار بالا بکار روند. انتظار می رود نانوکانتیلورها آشکارسازی جرمی با حساسیت بسیار بالا فراهم کنند و نهایتاً به سطح تک مولکولی برسند همچنین روی ساختارهای نانو برای افزایش سطح فعال تمرکز می شود. پوشش سطح با نانوذرات طلا مثال هایی از این جهت گیری اند که بطور جدی ثابت فنر را کاهش می دهد و می تواند پاسخ کانتیلور را با توان دوم افزایش دهد. بعلاوه سطوح فعال گسترده تر نانوساختاری، تعداد سایت های پیوندی برای آنالیت را افزایش می دهند [1].
همراهی سامانه قرائت با کانتیلور سبب قابل حمل شدن مجموعه شده و کاهش در هزینه و افزایش در سرعت عمل را به همراه خواهد داشت. با این تکنیک S/N (نسبت سیگنال به نویز) افزایش یافته و حساسیت به مداخلات بیرونی کم می شود که امکان عملکرد مستقل از کنترل های بیرونی را فراهم می کند. با استفاده از کانتیلور رفرنس نیز می توان نویز در سیگنال خروجی را کاهش داد. در این حالت، حرکات کانتیلور آزمایشی در مقایسه با کانتیلور رفرنس بررسی می شود. کانتیلور رفرنس تنها تحت تاثیر محرک های خارجی ناخواسته به حرکت در می آید [2].

کلید استفاده از کانتیلورها برای آشکارسازی گزینشی مولکول ها، قدرت عامل‌دار کردن یک سطح کانیتلور به روشی است که مولکول هدف ترجیحاً به سطح عامل‌دار باند شود. بنابراین حساسیت و بازتولید و آنالیز مستقیماً تحت تاثیر پذیرنده (Receptor) تثبیت شده بر روی کانتیلور است [4، 3و 1].
لایه پذیرنده باید:
1- نازک (برای جلوگیری از تغییرات در خواص مکانیکی کانتیلور)
2- یکنواخت (برای تولید فشار سطحی بزرگ و یکنواخت)
3- متراکم (برای پیشگیری از برهمکنش با بستر جامد زیرین)
باشد. همچنین از اجازه دسترسی توسط مولکول هدف برخوردار بوده و پایدار و قوی باشد. بنابراین پذیرنده باید بطور کووالانسی روی سطح تثبیت شود و مولکول های پذیرنده باید از درجه آزادی کافی برای برهمکنش با لیگاند ویژه در محیط برخوردار باشند. فعالیت پذیرنده باید از نظر زمانی دوام داشته و امکان بازتولید لایه حسگر ( Reproducibility) وجود داشته باشد تا امکان استفاده مجدد فراهم شود. فلزات نجیب اغلب بعنوان بستر جهت تثبیت لایه ها یا بعنوان کاتالیست برای جذب سطحی گاز روی کانتیلور تثبیت می شوند. تبخیر و پخش امکان کنترل دقیق ضخامت و توزیع لایه فلزی را فراهم می کند.
معمولاً سطح کانتیلور با یک لایه نازک از طلا پوشیده می شود که یک فرصت عالی برای ایجاد تک لایه خود انباشته (SAM- Self Assembeled Monolayer) از مواد تیول دار فراهم می کند. طرف دیگر این ترکیب تیول دار متناسب با آنالیت یا پذیرنده انتخاب می شود (جهت اتصالات انتخابی). گروه سولفور در زنجیر تیول تمایل زیادی به اتصال با سطح طلا دارد. بنابراین تک لایه چگال و پایداری ایجاد می شود. پوشش طلا همچنین موجب افزایش انعکاس سطح می شود. سطح طلای خالص در تماس با هوا انرژی آزاد سطح بزرگی دارد و در معرض آلکیل تیولها در فاز گاز پاسخ بزرگی نسبت به پیوند کووالان تیول- طلا نشان می دهد. البته روش هایی برای تثبیت مستقیم مولکول های زیستی روی SU-8 بدون نیاز به لایه طلا ایجاد شده اند.
برای بهبود پاسخ کانتیلور در محیط های آبی از سطوح با ساختارهای نانو و اصلاح با SAM استفاده می شود. ایجاد ساختارهای نانو سبب افزایش سطح در دسترس برای SAM و پیوند آنالیت شده و مانع خروج پوشش از حالت یکنواختی است. ایجاد خوشه‌های فلزی نانو روی یک طرف کانتیلور سبب افزایش بزرگی در انحراف ناشی از آنالیت می شود. از نتایج مهم اصلاح با کلوئید و خوشه افزایش سطح است. با افزایش سطح نانوساختاری، سطح و فاز پذیرنده در دسترس و در نتیجه پاسخ ها افزایش می یابد و حساسیت بالا می رود.
فاکتور افزایش=پاسخ به کانتیلور صاف/پاسخ به کانتیلور نانوساختار
اصلاح با نانوساختار نویز را بطور جزئی افزایش می دهد و حد تشخیص (LOD) و گستره پویایی (Dynamic Range) را بهتر می کند. تغییر در ماده شیمیایی و نانوساختار منجر به انواع اصلاح در سطح کانتیلور و انتخابگری (Selectivity) می شود.
تنوع پوشش های بکار رفته بر سطح کانتیلور سبب افزایش حساسیت و انتخابگری می شود. کانیتلورهای پوشش یافته با پلی دی متیل سیلوکسان و فیلم نازک فازهای ساکن کروماتوگرافی پلیمری برای آشکارسازی ترکیبات آلی فرار و پوشش های طلا برای آشکارسازی آلکان تیول ها بکار می روند. سل – ژل در بیشتر کاربردها بعنوان ماتریکس پایه متخلخل بکار می رود که گونه های آنالیت به صورت انتخابی در آن به تله می افتند. فرایند سل ژل به خاطر اینکه ژلاتین می تواند در دماهای پایین تنوعی از مواد حساس به دما را کپسوله کند، کاربردی است.
قرارگیری مستقیم DNA پروب از طریق خودانباشتگی الیگونوکلوئید نشان دار با تیول روی کانتیلورهای طلا پوش از سهولت و رواج بالایی برخوردار است. هرن و تارلو تثبیت الیگونوکلئوتیدهای DNA تک رشته روی طلا از طریق اتصال سولفور را نشان دادند. اتم سولفور تغییر بزرگی را در فشار سطحی از طریق تثبیت DNA در تباین با DNA غیراصلاح شده باعث می شود. پوشش سطحی مستقیماً سرعت هیبریداسیون را متأثر می کند. بعلاوه غلظت بافر محلول DNA تیوله با کاهش برهمکنش های غیرکووالانسی در غلظتهای پایین نمک، اثر عمده ای بر پوشش سطح دارد.
جذب سطحی کووالانسی پروتئین ها بر سطح طلای کانتیلور می تواند توسط تنوع وسیع فرآیندهای شیمیایی بدست آید که پایداری و بازتولید پوشش پروتئینی را تضمین می کند. مشکل عمده جذب سطحی شیمیایی این است که بعضی از گروه های عاملی می توانند نسبت به جهت گیری سایت های فعال پروتئین تصادفی عمل کنند که منجر به جلوگیری از پیوند با آنالیت می شود. بنابراین انتخاب فرآیند مناسب تثبیت به منظور اجتناب از سرعت پایین فعالیت پذیرنده پروتئین امری کلیدی است[ 9، 8، 7، 6، 2، 5، 3 ،1].
بنابراین ساخت و کاربرد زیست حسگرها به دانش، تکنولوژی و مهارت بالایی نیازمند است.

برهمکنش آنالیت پذیرنده می تواند برگشت پذیر یا برگشت ناپذیر باشد. در حضور چندین آنالیت و پذیرنده اتصال آنالیت ها به پذیرنده‌ها می تواند رقابتی (-Competitiveچند آنالیت به یک پذیرنده) یا غیررقابتی (هر آنالیت به یک پذیرنده) باشد. میزان تمایل آنالیت به پذیرنده مشخص در یک سیستم رقابتی، میزان اشغال سایت های پذیرنده توسط آن آنالیت را تعیین می کند. برای اتصالات باید زمان مناسبی تخصیص داده شود تا یک حالت پایدار و یکنواخت که برای آشکارسازی موردنیاز است در سطح کانتیلور ایجاد شود [5].

1- غلظت آنالیت: تغییر فرکانس رزنانسی کانیتلور (روش دینامیک) یا شاخص خمیدگی سطح (روش استاتیک) با غلظت آنالیت متناسب است. محلول می تواند توسط مولکول های خالص فراهم شود یا آنالیت بخشی از یک مخلوط پیچیده باشد. در حالت دوم، مولکول های متعدد دیگری نیز می توانند در نمونه موردنظر با مولکول های آنالیت همراه باشند که با توجه به رابطه اختصاصی آنالیت با گیرنده سطح کانتیلور امکان اندازه گیری یک آنالیت در مخلوط پیچیده فراهم است.
2- سینتیک برهمکنش ها: محاسبه سرعت از طریق نمایش زمان واقعی برهمکنش مقدور است. پیشرفت برهمکنش بطور کمی با تعیین دوره زمانی پاسخ مشخص می شود. دامنه و زمان واکنش قبل از حالت ایستای جدید اطلاعات مربوط به غلظت آنالیت و سینتیک برهمکنش را فراهم می کند [10]. برای بررسی سینتیک برهمکنش آنالیت- پذیرنده فرآیند باید برگشت پذیر باشد [7].

کانیتلورها در آشکارسازی مواد شیمیایی مثل ترکیبات فرار، مواد منفجره، گونه های یونی، سموم، آلاینده های غذا و محیط، آفت کش ها و مواد بیولوژیکی مانند آشکارسازی DNA و پروتئین و گلوکز و … بکار می روند [3 و 1]. بطور عمومی زیست حسگری به مهارتی بیش از حسگری های شیمیایی و فیزیکی نیاز دارد. زیرا فرایندهای بیوشیمیایی و طبیعت محیط عمل از پیچیدگی بیشتری برخوردار است[5].

کلسیم یک یون مهم بیولوژیکی است که آشکارسازی آن در کاربردهای کلینیکی دارای اهمیت است. تکنیک جدیدی برای آشکارسازی مقادیر در حد آثار یون های کلسیم با استفاده از میکروکانتیلورهای اصلاح شده با تک لایه های خودانباشته انتخابگر یون ابداع شده است.
با غوطه ورسازی کانتیلور در محلول M 3-10، 11-مرکاپتون دکانول و متانول لایه خود انباشته شکل می گیرد. زمانی که کانتیلور با فسفوروس اکسی کلراید POCl3 تیمار می شود حساسیت به یون های کلسیم به حداکثر می رسد.

فشار سطح وقتی یون های کلسیم از فلوسل عبور کرده و با گروه های فسفات برای ایجاد زوج یون ترکیب می شوند تغییر می کند که در نهایت کانتیلور خم می شود. این کانتیلور به یون های ⁺k و ⁺Na که در خون و بافت ها به وفور یافت می شوند (به عنوان یون های مزاحم) در غلظت های زیر M 10^-3 پاسخی نمی-دهد[11].

pH محلول با استفاده از کانتیلورهای اصلاح شده سیلیکون (SiO₂) و نیترید سیلیکون (Si₃N₄) قابل اندازه گیری است. سطح اصلاح شده کانتیلور باری متناسب با pH مایع محیطی جمع آوری می کند و در نتیجه فشار سطحی اختلافی خم می شود. از طریق اصلاح شیمیایی با 4- آمینو بوتیل تری اتوکسی سیلان و 11- مرکاپتون دکانوئیک اسید و اصلاح فلزی Au/Al، pH در محدوده 12-2 قابل اندازه گیری است. کانتیلورهای SiO₂/Au اصلاح شده با آمینوسیلان pH را در گستره 8-2 و کانتیلورهای Si3N₄/Au در گستره 6-2 و 12-8 بخوبی آشکارسازی می کنند. بنابراین استفاده از آرایه ای از کانتیلورها با پوشش های مختلف امکان آشکارسازی pH در محدوده 12-2 را فراهم می کنند[12].

کانتیلورهای SiN_x می توانند به عنوان حسگرهای گازی مینیاتوری شده استفاده شوند. کانتیلور به منظور اندازه گیری n- اکتان با پلی دی متیل سیلوکسان بعنوان لایه حسگر شیمیایی پوشیده می شود و با بارگذاری از طریق جذب مولکول های گازی و اندازه گیری تغییرات فرکانس رزونانسی سطح آشکارسازی می شود. برای آشکارسازی n- اکتان حساسیت 0.099Hz/ppm بدست آمده است. توسعه حسگرهای مینیاتوری شده برای آشکارسازی گازها و بخارات برمبنای کانتیلورهای تکی یا آرایه هایی از کانتیلورها دستاورد مهمی است. در این روش غلظت مولکول های آنالیت در لایه پلیمری می تواند تا توان های 10 از غلظت آن در فاز گاز بیشتر باشد. در نتیجه سیگنال شیمیایی به شدت تقویت شده و باعث می شود چنین ابزارهایی نسبت به غلظت های کم گاز بسیار حساس باشند. حسگرها می توانند با پلیمرهای متفاوت با حساسیت ویژه نسبت به گازهای مختلف پوشش داده شوند تا آرایه ای از حسگرها حاصل شود. در این روش مخلوطی از گازها می توانند بطور همزمان آشکارسازی شوند. با افزایش غلظت n- اکتان کاهش بیشتری در فرکانس رزونانسی مشاهده می شود. بازگشت فرکانس رزونانسی به حالت اولیه بعد از تزریق بیانگر برگشت پذیری جذب n- اکتان روی پلیمر پلی دی متیل سیلوکسان است. جابجایی فرکانس رزنانسی برای آنالیت های مختلف متفاوت است که بیانگر وابستگی تغییر فرکانس رزنانسی به برهمکنش بین پلیمر و مولکول های آنالیت است[13] .

آشکارسازی کمی و کیفی بخارات آنالیت توسط آرایه کانتیلورهای سیلیکونی با تغییر مقاومت پیزو ناشی از تورم لایه پلیمری کانتیلور میسر است. ابزاری تحت عنوان بینی شیمیایی مصنوعی (Artificial Chemical Nose) ساخته شده که بطور همزمان به هشت آنالیت در فاز گاز پاسخ می دهد. این آنالیت ها شامل حلال های شیمیایی، سری همولوگ الکل های اولیه و اسانس های طبیعی است. از یک کانیتلور نیز بعنوان رفرانس استفاده می شود. سینتیک فرایند تورم با فشار بخار و قابلیت انحلال آنالیت در پلیمر مرتبط است. آشکارسازی کمی و کیفی مخلوط آنالیت ها از طریق پوشش کانتیلورها باسیستمی از پلیمرهای مختلف و مخلوط هایی از پلیمرها صورت می گیرد [14].

برای تشخیص بیماری هایی مثل سرطان، آشکارسازی پروتئین های چند گانه علائم بیماری مورد نیاز هستند. پروتئین ها مستقیماً با بیماری های مختلف در ارتباط هستند. بنابراین امکان تشخیص دقیق بیماری ها با آشکارسازی پروتئین های مناسب فراهم می شود.
آشکارسازی از طریق تغییرات فشار سطحی اتصالات ویژه Ag-Ab توسط پاسخ نانومکانیکی مستقیم میکروکانتیلورها صورت گرفته است. یک سنسور مقاومتی پیزو تغییر مقاومت فیلم با توجه به فشار سطح ناشی از اتصال ویژه زیست مولکول ها را اندازه می گیرد. با اتصال آنالیت به پذیرنده کانتیلور خم شده و مقاومت لایه مقاومتی پیزو تغییر می کند. آنتی ژن ویژه پروستات (PSA) و پروتئین های (CRP) C-reactive که علائم ویژه سرطان پروستات و بیماری قلبی هستند به این روش آشکارسازی شده اند. آنتی بادی ها نسبت به آنتی ژن های خود بسیار اختصاصی عمل می کنند.
صحت نتایج حاصل از این روش و اثبات اختصاصیت پیوند Ag-Ab با آزمایش های دیگر نظیر فلورسانس تأیید می شود.[6].
استفاده از آپتامرها(قطعات اسیدنوکلئیک سنتزی ویژه آنالیت) بعنوان عناصر تشخیص در زیست حسگرها امکان آشکارسازی سریع و آسان پروتئین ها را فراهم می کند. خواص ویژه آپتامرها سبب تولید آحسگرهای پایدار، حساس و انتخابگر، با امکان بازتولید و سازگار با وضعیت نمونه های واقعی می شود. آپتامرها در برابر تغییر شکل و دناتوره شدن (Denaturation) مقاوم هستند و می توانند توسط گروه های عاملی اصلاح شده و مستقیماً روی تراشه های زیستی تثبیت شوند. در نتیجه لایه های پذیرنده بسیار مرتب ایجاد می کنند و قادرند مولکول های کایرال (Chiral) را تشخیص دهند. آپتامرها بصورت سنتزی بدست می آیند و بسیار خالص اند همچنین نسبت به گیرنده های دیگر کوچکترند و امکان تثبیت موثر در دانسیته بالا را فراهم می کنند. بنابراین تولید، مینیاتوری کردن و تجمیع آپتاحسگرها نسبت به زیست حسگرهای دیگر ساده¬تر است. آپتامرهای DNA معمولاً به لحاظ شیمیایی پایدار بوده و امکان استفاده مجدد از زیست حسگر وجود دارد. برعکس آپتامرهای RNA توسط آندو نوکلئازهایی که در سرم وجود دارند تغییر شکل می یابند. بنابراین زیست حسگرهای برمبنای آپتامرهای RNA فقط برای اندازه گیری های محدود در محیط های بیولوژیکی بکار می روند. برای پیشگیری از تغییرشکل آپتامر RNA اصلاح نوکلئوتیدهای پیریمیدین با گروه های آمینو پیشنهاد می شود[15].

الیگونوکلئوتیدهای DNA تک رشته از طریق اتصال سولفور می توانند روی کانتیلور طلاپوش تثبیت شوند. این اتصال تغییر بزرگی در فشار سطحی از طریق تثبیت ssDNA نشاندار با تیول در تباین با ssDNA غیراصلاح شده نشان می دهد[1].
همچنین یک لایه حسگر می تواند با استفاده از تک رشته DNA تیوله متصل به بستر طلا ایجاد شود که پیزو مقاومتی داخل این لایه فوراً به افزایش رشته DNA مکمل پاسخ می دهد و نسبت به رشته های متفاوت انتخابگر است[7].

کانیتلورها در آشکارسازی مواد شیمیایی مثل ترکیبات فرار، مواد منفجره، گونه های یونی، سموم، آلاینده های غذا و محیط، آفت کش ها و مواد بیولوژیکی مانند آشکارسازی DNA و پروتئین و گلوکز و … بکار می روند. حساسیت کانتیلور به شدت تابع ثابت فنر می باشد، هر چه ثابت فنر پایین تر باشد حساسیت اندازه گیری بر مبنای روش استاتیک در مایعات بالاتر است. عامل کلیدی که شدیداً ثابت فنر کانتیلور را متأثر می کند ضریب یانگ است که مستقیماً با خواص ماده کانتیلور ارتباط دارد. کانتیلورهای ساخته شده از سیلیکون یا مواد مرتبط که ضریب یانگ بالایی دارند در روش دینامیک مناسبند اما کانتیلورهایی که از مواد نرمتر ساخته می شوند برای اندازه گیری انحراف استاتیک بسیار حساس خواهند بود. بنابراین پلیمرها با ضریب یانگ خیلی کمتر از سیلیکون بعنوان ماده جایگزین برای ساخت کانتیلورها در روش استاتیک استفاده می شوند.
اصلاح شکل و ابعاد کانتیلورها می تواند ثابت فنر را بهبود بخشد. هر چه کانتیلور طولانی تر و نازکتر باشد ثابت فنر کوچک تر و کارایی بهتر خواهد بود. نانوکانتیلورها ثابت فنر بزرگی نشان می دهند و برای آشکارسازی خمیدگی ناشی از جذب سطحی کانتیلور نامناسب اند اما می توانند برای اندازه گیری های دینامیک با حساسیت بسیار بالا بکار روند.
کلید استفاده از کانتیلورها برای آشکارسازی گزینشی مولکول ها قدرت عاملدار کردن یک سطح کانیتلور به روشی است که مولکول هدف ترجیحاً به سطح عاملدار باند شود. بنابراین حساسیت و بازتولید و آنالیز مستقیماً تحت تاثیر پذیرنده تثبیت شده بر روی کانتیلور است. کانتیلورها در تعیین غلظت آنالیت و بررسی سینتیک برهمکنش ها ابزارهای کارآمدی می باشند.