中國(guó)粉體網(wǎng)訊 在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自德國(guó)于利希研究中心、荷蘭萊頓大學(xué)和中國(guó)上海大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種優(yōu)雅而又簡(jiǎn)單的方法來(lái)改進(jìn)石墨烯傳感器的靈敏度。這些所謂的“下一代石墨烯電子生化傳感器設(shè)備”因具有非常低的電子噪音而能夠檢測(cè)含量非常低的HIV DNA。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2017年10月25日的Science Advances期刊上，論文標(biāo)題為“Biosensing near the neutrality point of graphene”。
來(lái)自Leiden University
石墨烯的豐富電子特性已吸引了人們利用這種二維材料進(jìn)行電子檢測(cè)化學(xué)物和生物分子的巨大興趣。萊頓大學(xué)萊頓化學(xué)研究所資深研究員Wangyang Fu說(shuō)，“在過(guò)去的幾年里，我們一直致力于收集石墨烯提供的獨(dú)特的物理和化學(xué)特性，用于開(kāi)發(fā)多功能的電子傳感器設(shè)備。
然而，制造實(shí)際的石墨烯電子傳感器很大程度上依賴(lài)于我們理解和維持低水平電子噪音的能力。我們認(rèn)為這是限制這種傳感器分辨率的根本原因�！�
通過(guò)與來(lái)自于利希研究中心和萊頓大學(xué)的同事們合作，F(xiàn)u報(bào)道了一種低噪音的石墨烯電子傳感器，實(shí)現(xiàn)方式就是在這種傳感器的中性點(diǎn)（neutrality point）附近對(duì)它進(jìn)行操作，這是因?yàn)樗l(fā)現(xiàn)在中性點(diǎn)附近，能夠讓它的電子噪音最小化。
在這項(xiàng)研究中，F(xiàn)u和同事們也對(duì)低噪音石墨烯芯片在生化檢測(cè)上的應(yīng)用進(jìn)行了概念驗(yàn)證。
為此，他們利用他們的傳感器檢測(cè)HIV DNA。他們選擇一個(gè)HIV基因的片段作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。這種單鏈DNA片段結(jié)合到石墨烯表面上。論文共同作者Lingyan Feng和Dirk Mayer說(shuō)道，“首先利用一個(gè)嵌二萘（pyrene）連接基團(tuán)將一種單鏈PNA分子---一種合成的DNA變體---非共價(jià)地固定在石墨烯表面上。隨后，一種互補(bǔ)的DNA鏈能夠結(jié)合上來(lái)。我們能夠在一種非常低的噪音水平下非常靈敏地檢測(cè)這種雜交事件。”
論文共同作者Andreas Offenhӓusser和Hans-Joachim Krause總結(jié)道，“開(kāi)發(fā)低噪音的可攜帶的可靠的石墨烯傳感器用于POCT檢測(cè)正處于石墨烯電子器件和生物傳感器領(lǐng)域的前沿。這可能對(duì)更加廣泛的醫(yī)學(xué)診斷領(lǐng)域產(chǎn)生巨大的社會(huì)影響。”
參考資料：
Wangyang Fu, Lingyan Feng, Gregory Panaitov et al. Biosensing near the neutrality point of graphene. Science Advances, 25 Oct 2017, doi:10.1126/sciadv.1701247
