复旦大学开发新型场效应晶体管传感器实现羟基

2019-11-03 01:51栏目:仪器仪表
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复旦大学高分子科学系、聚合物分子工程国家重点实验室研究员魏大程课题组在场效应晶体管传感器领域取得重要进展。

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据新华社报道,复旦大学高分子科学系、聚合物分子工程国家重点实验室研究员魏大程课题组在场效应晶体管传感器领域取得重要进展。他们开发出一种基于内剪切反应的石墨烯场效应晶体管传感器,实现了对羟基自由基的检测。

复旦大学高分子科学系、聚合物分子工程国家重点实验室研究员魏大程课题组在场效应晶体管传感器领域获重要进展。4月4日,相关研究成果在线发表于《自然-通讯》。

近日,相关研究成果以《基于内剪切反应的石墨烯场效应晶体管自由基传感器》为题在线发表于《自然·通讯》。

据介绍,羟基自由基是一种生物体内存在的超高活性自由基,能够破坏诸如细胞与组织内的脂质、蛋白质、DNA等生物分子,与许多疾病及衰老现象密切相关。

据介绍,羟基自由基是一种生物体内存在的超高活性自由基,能够破坏细胞与组织内的脂质、蛋白质、DNA等生物分子,与许多疾病及衰老现象密切相关。传统检测方法,诸如电子自旋共振、荧光、色谱、电化学等都需要标记,设备成本高,在选择性、检测限、定量及便利度等方面存在不足。相比之下,场效应晶体管传感器不需要标记,具有高灵敏度、低成本、微型便携、实时检测等优势,是一种潜力巨大的传感技术,被广泛应用于检测金属离子、DNA、蛋白质、有机小分子等。

场效应晶体管传感器是一种潜力巨大的传感技术,被广泛应用于检测金属离子、DNA、蛋白质、有机小分子等。然而,•OH自由基化学性质非常活泼,寿命很短,只有10−6秒量级,很容易转变成其他物质。因此,到目前为止还没有•OH自由基场效应晶体管传感器的报道。

然而,羟基自由基化学性质非常活泼,很容易转变成其他物质,这使其仅有百万分之一秒的“寿命”而很难被发现。因此,到目前为止还没有关于羟基自由基场效应晶体管传感器的报道。

为此,魏大程团队开发了一种基于内剪切反应的石墨烯场效应晶体管传感器。在传感器中,石墨烯作为导电沟道,并在石墨烯表面修饰金纳米颗粒,以Au-S键在金纳米颗粒表面固定原卟啉分子。当加入带电金属离子,金属离子会和原卟啉分子发生络合反应,从而对石墨烯产生电掺杂。在检测过程中,•OH自由基与Au-S键发生氧化剪切反应,从石墨烯表面释放带电金属离子,发生石墨烯的去掺杂,引起石墨烯沟道的电流变化,从而间接实现对•OH自由基的检测。采用不同浓度金属离子修饰的FET传感器进行检测,就能够半定量地测量•OH的浓度。该传感器对•OH具有良好的选择性,最低检测浓度达到10−9 M。

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