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在面臨多種健康威脅的當(dāng)今社會，對快速、可靠且易于使用的家庭診斷測試的需求尤為迫切。針對這一需求，一種能夠檢測空氣中微量病毒或細(xì)菌的微芯片應(yīng)運(yùn)而生。 美國紐約大學(xué)坦頓工程學(xué)院的一項新研究展示了這種微芯片的開發(fā)和大規(guī)模生產(chǎn)潛力。該芯片不僅可以從咳嗽或空氣樣本中識別多種疾病，還能顯著提高檢測效率。 這種創(chuàng)新技術(shù)依賴于場效應(yīng)晶體管（field-effect transistors，F(xiàn)ET）——一種微型電子傳感器，可以直接檢測生物標(biāo)志物并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。與傳統(tǒng)基于顏色變化的化學(xué)診斷方法（如家庭驗(yàn)孕測試）相比，這種方法速度更快，可同時檢測多種疾病，并能即時將結(jié)果傳輸給醫(yī)療服務(wù)提供者。 近年來，F(xiàn)ET生物傳感器的檢測能力取得了突破性進(jìn)展，其檢測靈敏度已達(dá)到飛摩爾級別（千萬億分之一摩爾）。這一進(jìn)展得益于納米線、氧化銦和石墨烯等納米材料的結(jié)合。然而，這類傳感器在同一芯片上同時檢測多種病原體或生物標(biāo)志物時仍面臨巨大挑戰(zhàn)。現(xiàn)有的定制方法（如在FET表面滴鑄生物受體）缺乏滿足復(fù)雜診斷任務(wù)所需的精度和可擴(kuò)展性。 熱掃描探針光刻技術(shù)（tSPL）是一項可能解決這些問題的突破性技術(shù)。該技術(shù)能夠?qū)π酒砻娴木酆衔锿繉舆M(jìn)行精確化學(xué)圖案化，使單個FET能夠結(jié)合不同的生物受體（如抗體或適體），分辨率高達(dá)20納米。這與現(xiàn)代先進(jìn)半導(dǎo)體芯片中晶體管的尺寸相當(dāng)。通過這種方法，基于FET的傳感器可以在單個芯片上實(shí)現(xiàn)對多種病原體的高靈敏度檢測，極大拓寬了其應(yīng)用前景。 這項研究已發(fā)表在《納米級皇家化學(xué)學(xué)會》（Royal Society of Chemistry in Nanoscale）雜志上。 《每日科學(xué)》網(wǎng)站（www.sciencedaily.com） |
