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微電子所在SERS液滴生化傳感器研究方向取得進(jìn)展
2020年10月12日 08:55:03
來源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：5811
近日，我國科學(xué)家在生化傳感器研究中取得突破，研發(fā)出了SERS液滴生化傳感器。2020年9月29日，中國科學(xué)院微電子研究所發(fā)布新聞，稱微電子所集成電路先導(dǎo)工藝研發(fā)中心陳大鵬研究員課題組與中北大學(xué)熊繼軍教授課題組合作在表面增強(qiáng)拉曼(SERS)生化檢測(cè)研究領(lǐng)域取得了階段性進(jìn)展。
【化工儀器網(wǎng) 科技前沿】傳感器是一種信息獲取與處理的裝置，常被稱為“電五官”，在生產(chǎn)安全、環(huán)境保護(hù)、農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖、醫(yī)療健康、電子產(chǎn)品、航空航天等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。隨著各行各業(yè)對(duì)傳感器需求的不斷提升，研制特異性強(qiáng)，靈敏度高，響應(yīng)時(shí)間短的高性能傳感器稱為人們追求的目標(biāo)。
生化傳感器作為傳感器家族中的一個(gè)大類，是生物和化學(xué)領(lǐng)域中進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)研究的必要條件和工作基礎(chǔ)。據(jù)了解，生化傳感器已經(jīng)經(jīng)歷了一段較長的發(fā)展歷程，早的化學(xué)傳感器可以追溯到 100 多年前的 H + 離子選擇性電極。近些年來，生化傳感器的研究與發(fā)展更加迅速和深入，為科研、生產(chǎn)提供了有力支持。
近日，我國科學(xué)家在生化傳感器研究中取得突破，研發(fā)出了SERS液滴生化傳感器。2020年9月29日，中國科學(xué)院微電子研究所發(fā)布新聞，稱微電子所集成電路先導(dǎo)工藝研發(fā)中心陳大鵬研究員課題組與中北大學(xué)熊繼軍教授課題組合作在表面增強(qiáng)拉曼(SERS)生化檢測(cè)研究領(lǐng)域取得了階段性進(jìn)展。
陳大鵬研究員課題組提出了一種開放式SERS液滴傳感器。該傳感器利用燭灰納米鏈結(jié)構(gòu)的多孔易斷性，以滾動(dòng)的方式在基底上在形成了具有豐富三維“熱點(diǎn)”的SERS活性液滴，從而大大增強(qiáng)該液滴的拉曼檢測(cè)性能。液滴所提供的液相環(huán)境能夠保持生物分子的活性，并提高生物大分子(如蛋白質(zhì)、DNA)等與“熱點(diǎn)”的有效結(jié)合，有效解決了傳統(tǒng)基底型SERS器件所需的復(fù)雜制備工藝問題。
值得關(guān)注的是，此類傳感器相比同類液相環(huán)境下檢測(cè)的傳感器，表現(xiàn)出了更高的檢測(cè)能力，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)羅丹明6G的低極限檢測(cè)，同時(shí)對(duì)液體活檢分析中常用的功能性探針分子具備較強(qiáng)的檢測(cè)特異性。課題組通過檢測(cè)牛血清白蛋白，驗(yàn)證了該傳感器的生物檢測(cè)能力：BSA的檢測(cè)限低至1 pM。
該SERS液滴傳感器的設(shè)計(jì)開發(fā)為液體活檢分析等技術(shù)提供了新的檢測(cè)理念，上述工作也表明該傳感器對(duì)生物分子檢測(cè)有極好的應(yīng)用前景。
目前，相關(guān)成果以"Self-concentrated SERS-active Droplet Sensor with Three-dimensional Hot Spots for Highly Sensitive Molecular Detection in Complex Liquid Environments" (DOI: 10.1021/acssensors.0c01276) 為題發(fā)表在ACS sensors期刊上。
資料來源：中國科學(xué)院微電子所
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