中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì )
China Electronic Components Association
據麥姆斯咨詢(xún)報道，近日，西安電子科技大學(xué)微電子學(xué)院敖金平教授團隊在《生物傳感器與生物電子學(xué)》（Biosensors and Bioelectronics）上發(fā)表研究成果，報道了團隊研制的超高靈敏度半導體光電生物傳感器。
藻水華的爆發(fā)長(cháng)期以來(lái)無(wú)法得到有效控制，一旦到爆發(fā)，湖區生態(tài)系統將遭受?chē)乐仄茐?，其分泌的微囊藻毒素（MC-LR）更是一種劇毒物質(zhì)，將會(huì )對生命體造成不可逆的損傷。據統計，單是太湖一例，從2007年藍藻大爆發(fā)開(kāi)始已經(jīng)陸續投入500億治理，到目前依然收效甚微。要想有效控制藍藻水華的爆發(fā)，需要在藍藻緩慢生長(cháng)的初級階段進(jìn)行，一旦其進(jìn)入指數生長(cháng)期便難以控制。因此，開(kāi)發(fā)超高靈敏度MC-LR檢測傳感器，實(shí)現對藍藻緩慢生長(cháng)期的探測具有至關(guān)重要的作用。
圖1 緩慢增長(cháng)階段藍藻檢測和控制的意義
課題組針對這一問(wèn)題研究開(kāi)發(fā)了一款基于BiVO4/2D-C3N4/DNA適配體半導體光電生物傳感器，所設計的傳感器檢測上限達到4.191×10??μg/L，是現有文獻報道中針對MC-LR檢測靈敏度最高的傳感器。比行業(yè)標桿美國Luminex公司的商用MC-LR檢測傳感器靈敏度高兩個(gè)數量級。
從對比青海湖、太湖、巢湖、滇池水樣中的MC-LR檢測結果來(lái)看，團隊設計的傳感器與第三方檢測機構采用的商用設備測試結果一致，并且首次在清澈的青海湖中檢測到MC-LR，之前未見(jiàn)報道過(guò)在可觀(guān)測到微量藍藻的青海湖中檢測出MC-LR。結果表明，廣泛應用的可行性得到認證。
同時(shí)，研究發(fā)現該傳感器在更換Hg2?、多巴胺、四環(huán)素所對應的DNA適配體后，仍然可以實(shí)現對上述三種物質(zhì)的超高靈敏檢測。研究結果進(jìn)一步證實(shí)了BiVO4/2D-C3N4/DNA適配體半導體光電生物傳感器具有普適性，未來(lái)可期在多種環(huán)境污染物檢測、腫瘤標志物檢測和醫學(xué)無(wú)創(chuàng )檢測等超痕量檢測領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。
圖2 PEC/DNA適體傳感器靈敏度和特異性的表征
圖3 湖泊中的MC-LR靈敏檢測及其它生物物質(zhì)的檢測
圖4 生物傳感器和生物電子學(xué)的圖片摘要
據悉，該研究成果由敖金平教授、補鈺煜副教授課題組與戴顯英教授課題組合作完成，也是西電首次在生物傳感器和生物電子器件領(lǐng)域的國際頂級期刊發(fā)表研究成果。論文作者李陽(yáng)博士，通訊作者補鈺煜副教授和戴顯英教授。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.bios.2019.111903
