中国科学院大学:完成可再生高灵敏度生物传感器新进展
传感新品。
【中国科学院大学:完结可再生高活络度生物。传感器。新进展。】。
可再生的即时。检测。（POC）传感器为疾病标志物的快速检测供给了一类新式解决方案，可是该类器材面对循环运用进程中重复污染难题，难以兼具高活络度和优异的循环运用次数，约束了该范畴的快速开展。
中国科学院大学张凤娇副教授、中国科学院大学/中国科学院化学研讨所狄重安研讨员与中国人民解放军总医院李佳副主任医师报导提出药物分子探针介导的有机电化学。晶体管。（DM-OECT）构建新思路，器材对血液中的血液表皮生长因子（EGFR）具有高活络检测才能，一起具有共同的可再生功用，为POC传感器的低本钱制备供给了新思路。
POC传感器可完结疾病标志物的快速检测，是严重疾病治疗和术后恢复监测的重要途径，也是生物。电子。学的重要开展方向之一。但是，现有的POC传感器遍及本钱较高，且特定疾病需求长时间高频率检测，为高风险人群带来了巨大的经济负担。可再生POC传感器的中心特征是运用单个器材完结标志物的屡次活络检测，从而大幅下降运用本钱。传统的再生办法是经过pH调控、加热或施加电压诱导探针与待测物的结合产生解离，但热动力学平衡和可逆吸附会形成外表重复污染，使得器材在循环运用进程中活络度快速下降。运用物理或化学刻蚀办法能够防止物质残留，但会损坏活性层从而约束器材循环运用次数的进步。
在这项工作中，研讨人员提出了全新的药物分子探针介导的有机电化学晶体管传感器（DM-OECT）理念（图1）。该器材具有“refresh-in-sensing（传感中再生，RIS）”的新机制，即器材在待测物检测进程中完结同步再生。研讨人员运用吉非替尼药物分子为探针，运用吉非替尼与有机半导体的电荷转移、吉非替尼与EGFR的特异性靶向效果、EGFR-吉非替尼的构象翻转，完结EGFR的高活络度传感以及传感进程中的功用外表再生。
图1：DM-OECT可再生传感器示意图与拉曼成像图。
运用该类器材，研讨团队成功完结了血液表皮生长因子EGFR的活络检测，其检测极限下降了两个量级，能够到达fg/mL（图2）。更为重要的是，该类器材能够完结超越200次的重复高活络检测（图3），且稳定性超越28周，满意血液生物标志物的低本钱、长周期监测需求。研讨还经过多种活性层、药物探针和待测物验证了该办法的普适性。
图2：根据DM-OECT的EGFR传感表征成果。
图3：DM-OECTs的可再生功能表征成果。
研讨团队结合系列界面表征技能，提醒了药物分子探针介导的RIS传感机制（图4）。关于有机电化学晶体管，吉非替尼接近时与PEDOT:PSS产生电荷转化，经过质子化改动外表电位，下降电解质与。半导体。界面处电势，增强了半导体层的导电性。当EGFR接近探针层外表，其强结合效果与构型翻转特性将吉非替尼分子拽离PEDOT:PSS外表，经过去质子化下降器材。电流。，完结RIS进程。
图4：DM-OECT的RIS传感机制。
在此基础上，研讨团队开发了便携式血液测验盒，展现了用于非小细胞肺癌（NSCLC）患者EGFR定量分析的阵列器材（图5）。该器材在全血中坚持了可再生高活络度传感功能，循环运用前后均可有用地区别健康个别和NSCLC患者的血液EGFR水平的差异，其主要功能指标能够比美酶联免疫吸附实验试剂盒。更为重要的是，该办法有望将检测本钱下降一个量级以上，为EGFR的低本钱接连监测供给了有用办法。
图5：可再生DM-OECT的临床血液检测成果。
总归，研讨人员提出了药物分子介导有机电化学传感器规划新策略，为新式有机生物电子器材构筑及其相关的POC生物医学使用供给了新思路。
原文链接 https://doi.。or。g/10.1038/s41563-024-01970-5。
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