華盛頓，2021 年 12 月 21 日——對靈敏和選擇性電子生物傳感器——實時監(jiān)測感興趣目標的分析設備——的需求正在增長，用于廣泛的應用。它們是臨床環(huán)境中的醫(yī)療保健、藥物發(fā)現(xiàn)、食品安全和質(zhì)量控制以及環(huán)境監(jiān)測的理想選擇。
電子生物傳感器因其簡單、分析時間短、制造成本低、樣品制備最少以及未經(jīng)培訓的人員可以在現(xiàn)場使用的潛力而備受青睞。
在 AIP Publishing 的 Applied Physics Reviews 中，博岑-博爾扎諾自由大學和蘇黎世聯(lián)邦理工學院的研究人員回顧了電解質(zhì)門控碳納米管場效應晶體管 (EG-CNTFET) 生物傳感器的科學進展。這些設備具有優(yōu)異的電子特性和內(nèi)在信號放大功能，能夠以高靈敏度檢測各種生物分子。
生物傳感器的主要組成部分之一是其生物識別元件，例如酶、抗體、適體或離子選擇性膜，它們選擇性地識別感興趣的分析物(一種化學物質(zhì)被測量和識別的物質(zhì))。生物轉(zhuǎn)導裝置將生物識別元件和分析物之間的相互作用轉(zhuǎn)換成可測量的信號，例如電信號。
“使用(場效應晶體管)作為生物轉(zhuǎn)導元件的生物傳感器是生物傳感應用中最有前途的設備之一，因為它們已經(jīng)表現(xiàn)出對低至皮摩爾濃度的幾種分析物的高靈敏度，”來自 Bozen-Bolzano 自由大學的 Mattia Petrelli 說.“在可用于基于 FET 的生物傳感器的所有可能材料中，半導體碳納米管很有趣，因為它們具有良好的電學和化學性質(zhì)。”
通過將這些具有不同生物識別元件的生物傳感器組織起來，“可以實現(xiàn)對不同分析物的選擇性檢測，例如生物分子、癌癥生物標志物、細菌和離子等，”Petrelli 說。“盡管有報告表明這些生物傳感器具有將這些生物傳感器轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實世界應用的潛力，但在它們投入市場之前必須克服挑戰(zhàn)。”
基于 EG-CNTFET 的生物傳感器目前一次只能檢測一種分析物。復雜介質(zhì)(如血液、汗液或唾液)中的不同界面也使特定信號的檢測具有挑戰(zhàn)性。
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