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發(fā)布日期:2022-10-09 點擊率:54
生物傳感器能夠?qū)⒏鞣N生化反應(yīng)轉(zhuǎn)換成可測量的電學(xué)、光學(xué)等信號,屬于典型的多學(xué)科交叉領(lǐng)域。在生物傳感器研究中,器件設(shè)計與傳感器策略一直成為該領(lǐng)域的研究熱點,開發(fā)具有高靈敏度、時效性兼具可制造性的生物傳感器具有重要的科學(xué)價值和應(yīng)用前景。
中科院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所生物醫(yī)學(xué)部程國勝研究員課題組采用CMOS兼容“自上而下”加工工藝,以SOI硅片為襯底,加工出尺寸可控的一維Si納米線場效應(yīng)管。在生物傳感器研發(fā)過程中,納米材料表面的功能化修飾是其中一項重要環(huán)節(jié),該團(tuán)隊在前期工作中已探索了半導(dǎo)體納米材料的表面修飾基本方法。在此基礎(chǔ)上,通過共價結(jié)合方法選擇性地在Si納米線表面修飾急性心肌梗死標(biāo)志物——心肌肌鈣蛋白I的單克隆抗體,制備了面向心肌梗死診斷的生物傳感器。測試結(jié)果表明,生物傳感器對cTnI的響應(yīng)時間小于2 min,其動態(tài)線性響應(yīng)范圍92 pg/mL~46 ng/mL,相關(guān)工作發(fā)表于Biosensors and Bioelectronics。
進(jìn)一步通過分析器件電流響應(yīng)中的低頻噪聲譜,發(fā)現(xiàn)當(dāng)器件工作于反型區(qū)時,相較于空氣中的響應(yīng),液相環(huán)境下噪聲譜幅度的倒數(shù)受柵極電壓的調(diào)控作用更加明顯。基于此,研究人員以血清體系為研究對象,對比了傳統(tǒng)電流響應(yīng)與噪聲譜分析方法,在電流響應(yīng)無法區(qū)分待測cTnI蛋白的情況下,噪聲譜分析能夠?qū)崿F(xiàn)2個數(shù)量級的信號差別。
部分結(jié)果發(fā)表于Applied Physics Letters,為實現(xiàn)新型、高靈敏度生物傳感器的設(shè)計提供了思路。
上述研究工作得到了中科院“百人計劃”項目、國家自然科學(xué)基金、國家重大科學(xué)研究計劃經(jīng)費支持,同時得到了蘇州納米所納米加工平臺及分析測試平臺的技術(shù)支持。
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