基于SiNW-FET生物傳感器的完全獨(dú)立集成的便攜式微流控納米自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)

在這個(gè)后基因組時(shí)代，分子間的相互作用的分析對(duì)檢測(cè)病原微生物和研究不同生理活動(dòng)的機(jī)制至關(guān)重要。傳統(tǒng)的生物檢測(cè)方法存在耗時(shí)長(zhǎng)、需要大型儀器等缺點(diǎn)，不能滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)分析的需要。硅納米線(xiàn)-場(chǎng)效應(yīng)晶體管（SiNW-FET）生物傳感器具有響應(yīng)速度快、靈敏度高、特異性強(qiáng)、易于集成等優(yōu)點(diǎn)，然而也存在一些瓶頸：過(guò)于敏感，環(huán)境因素如光、溫度和pH值容易造成干擾；并且它們的性能均勻性往往需要提前校準(zhǔn)；此外，其檢測(cè)功能設(shè)備分散。

據(jù)麥姆斯咨詢(xún)報(bào)道，近日，軍事科學(xué)院/國(guó)家生物防護(hù)裝備工程技術(shù)研究中心謝新武高工和徐新喜研究員、中國(guó)科學(xué)院李鐵研究員及天津大學(xué)王燦教授合作開(kāi)發(fā)了用于生物傳感和分子相互作用分析的便攜式集成微流控納米檢測(cè)系統(tǒng)。該成果以“A self-contained and integrated microfluidic nano-detection system for the biosensing and analysis of molecular interactions”為題，發(fā)表在英國(guó)皇家學(xué)會(huì)期刊Lab on a Chip上，并入選為期刊封面文章。

該工作構(gòu)建了一個(gè)基于SiNW-FET生物傳感器的完全獨(dú)立集成的便攜式微流控納米自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，用于生物檢測(cè)和分析。所有的分析過(guò)程包括液體樣品輸送、光學(xué)調(diào)制、恒溫控制、信號(hào)放大和數(shù)據(jù)采集以及結(jié)果顯示都是自動(dòng)進(jìn)行的，極大避免檢測(cè)時(shí)的人為誤差。在自動(dòng)進(jìn)樣模式下分析各種類(lèi)型的樣品進(jìn)行性能測(cè)試，該系統(tǒng)顯示出良好的穩(wěn)定性和魯棒性。信號(hào)精度也用一個(gè)商業(yè)的高精度電流表進(jìn)行了驗(yàn)證（R2=0.9988）。使用典型氣載致病微生物結(jié)核分枝桿菌樣品驗(yàn)證了該系統(tǒng)用于生物檢測(cè)的可行性，其檢測(cè)限可達(dá)1.0fg/mL。此外利用該系統(tǒng)分析了抗體-蛋白質(zhì)對(duì)的結(jié)合-解離過(guò)程，證明了該系統(tǒng)用于分子相互作用分析的潛力。

（a）納米檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)物圖；（b）操作區(qū)的功能布局圖；（c）液體系統(tǒng)樣品輸送模塊；（d）檢測(cè)系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（e）系統(tǒng)的傳感信號(hào)放大、過(guò)濾和采集電路。

該系統(tǒng)集成度高、體積小、便于攜帶，未來(lái)有希望發(fā)展成為野外現(xiàn)場(chǎng)生物檢測(cè)和分子相互作用分析的便攜式設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)環(huán)境檢測(cè)、醫(yī)學(xué)研究、食品和農(nóng)業(yè)安全及軍事醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的前沿應(yīng)用。

審核編輯 ：李倩