中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì )
China Electronic Components Association
近日，大連理工大學(xué)醫學(xué)部劉波教授團隊的論文“On-Demand Contact-Mode Switchable Cerebral Cortex Biosensors Enhanced by Magnetic Actuation” 在材料科學(xué)領(lǐng)域的國際權威期刊ACS Applied Materials & Interfaces上發(fā)表。醫學(xué)部生物醫學(xué)工程學(xué)院趙璐明助理教授為本文的第一作者，劉波教授和中科院北京納米能源與系統研究所的李舟教授為通訊作者。
基于納米材料的場(chǎng)效應晶體管（納米FET）是關(guān)鍵的生物電子器件，用于檢測生物分子信號、細胞相互作用和生物系統內的組織反應。這些納米場(chǎng)效應晶體管的性能受金屬電極和半導體納米材料之間的界面特性的顯著(zhù)影響，需要精確的調控。雖然壓電效應是一種常用的調節方法，但在某些應用場(chǎng)景下，特別是在體內環(huán)境下，它面臨著(zhù)局限性。
本研究將壓電納米線(xiàn)場(chǎng)效應晶體管生物傳感器的原理與磁性軟機器人的靈活性相結合，設計了一種新型的磁控壓電器件（MCPD）。通過(guò)磁場(chǎng)（MF）誘導的壓電效應實(shí)現了對的金屬-半導體界面特性進(jìn)行遠程、精確和穩定的調控。進(jìn)而提高了其檢測生物分子（如多巴胺）和記錄神經(jīng)電脈沖的靈敏度。
在施加不同強度和方向的MF時(shí)，MCPD表現出在平面和彎曲狀態(tài)之間的可逆轉變，磁場(chǎng)加載時(shí)間僅持續幾秒鐘。此外，MCPD的獨特結構使得半侵入性神經(jīng)電極可以?xún)H在需要時(shí)與大腦皮層接觸，從而提高生物相容性，降低侵入性。
該研究為壓電器件的遠程磁驅動(dòng)調控提供了一種可行的策略，提高了植入生物電子神經(jīng)器件的靈敏度和生物相容性，并在體內診斷和治療應用中具有很大的潛力。
醫學(xué)部劉波教授領(lǐng)導的活細胞成像與傳感芯片團隊主要研究方向為智能醫療檢測技術(shù)，包括熒光蛋白探針、紙基微流控芯片、電化學(xué)生物傳感器和組織工程等。近年來(lái)團隊發(fā)表論文130余篇，其中Top雜志20余篇，申報國家發(fā)明專(zhuān)利共50余項，其中兩項成果已轉化。團隊研發(fā)的FRET探針已在包括國際國內共約八十余家著(zhù)名科研機構推廣使用。
