發(fā)布時間：2021-02-16 18:44

　　場效應(yīng)晶體管（FET）生物傳感器是一種新型生物傳感器。由于它具有靈敏度高、分析速度快、試劑消耗少、操作簡單、免標記等特點,特別是其高度微型化和集成化引起了生命醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。本文主要介紹場效應(yīng)晶體管生物傳感器的結(jié)構(gòu)、制備方法與傳感原理,詳細介紹FET生物傳感器在細胞水平神經(jīng)遞質(zhì)和電生理檢測方面的一些研究成果,并對FET傳感器在未來的發(fā)展方向做出展望。 

【文章來源】：分析科學(xué)學(xué)報. 2020,36(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

(A) 用于實時監(jiān)測細胞NO釋放的FET生物傳感器原理圖[32];(B) SiNW-FET生物傳感器的示意圖(生長了皮質(zhì)神經(jīng)元的蓋玻片倒扣在傳感器表面,使神經(jīng)元可與傳感器表面親密接觸。右側(cè)圖片是FET傳感器的光鏡圖[34]);(C) 使用基于晶體管的納米針形傳感器測量細胞內(nèi)鈣離子的示意圖[35];(D) 左側(cè)是納米FET的結(jié)構(gòu)示意圖,右側(cè)是nano-FET探針靠近單個細胞的光鏡圖[36]。

石墨烯材料的應(yīng)用使FET類器件的制造有了新的選擇。Lieber課題組[27]率先在同一塊襯底上集成了石墨烯-FET與SiNW-FET,當雞胚心肌細胞同時與兩個器件的傳感區(qū)域相接觸時,二者可并行檢測雞胚細胞的胞外生理電信號。使用石墨烯-FET記錄細胞外電信號時,器件從P型轉(zhuǎn)換為N型,信號相位發(fā)生了翻轉(zhuǎn),有力的證實了電信號產(chǎn)生于場效應(yīng),這是其他單極性的材料所無法實現(xiàn)的。在石墨烯-FET與SiNW-FET并行檢測雞胚細胞電生理實驗中,二者輸出信號的峰間寬度相似,然而事實上石墨烯-FET的面積比硅納米線FET的面積幾乎大了100倍。這表明在多類型器件集成的多路復(fù)用檢測生物傳感器中,還需要更多的研究時間分辨率、電極尺寸等問題對檢測結(jié)果的影響。3.2 神經(jīng)遞質(zhì)的檢測

最近Li等[31]直接在石墨烯-FET傳感芯片上培養(yǎng)原代分離的海馬神經(jīng)元,并對該神經(jīng)元釋放的神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸進行實時監(jiān)測(圖2C、2D)。他們將人工合成的代謝型谷氨酸受體(mGluR)固定在石墨烯傳感溝道上,mGluR對谷氨酸具有高度的特異性,當谷氨酸與mGluR結(jié)合時,可以改變溝道內(nèi)載流子的濃度從而引起電流變化進行傳感。該傳感器對谷氨酸的檢出限低至1 fmol/L。該傳感器首次實現(xiàn)了細胞釋放非電活性信號分子的直接原位實時檢測,為非電活性信號分子的檢測提供了一種新的檢測平臺。3.3 其他細胞信號分子檢測


本文編號：3036776