近日，韓國(guó)科學(xué)技術(shù)研究院(Researchers at the Korea Institute of Science and Technology，簡(jiǎn)稱：KIST)的一支研究團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)了一種生物傳感器源技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)通過(guò)使用電信號(hào)提高場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)的靈敏度來(lái)提高生物傳感器的靈敏度。

據(jù)KIST介紹，盡管基于FET的分子檢測(cè)技術(shù)可檢測(cè)病毒、蛋白質(zhì)和DNA等各種分子，但隨著探測(cè)器溶液中離子和電荷濃度的增加，可檢測(cè)的分子區(qū)域變薄，因此該技術(shù)很難實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。

研究人員試圖通過(guò)各種方法來(lái)提升分子檢測(cè)能力，例如將血液等測(cè)試溶液稀釋100,000多倍。然而，到目前為止，還沒(méi)有任何明顯效果。為了解決這個(gè)問(wèn)題，KIST研究團(tuán)隊(duì)研究并借鑒了人體細(xì)胞膜的特性。

“人體細(xì)胞膜不僅可調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)外離子的濃度，還能抑制高濃度離子侵入細(xì)胞。”該KIST研究人員表示，“所以，我們注意到了人體細(xì)胞膜的此類特性，并將其應(yīng)用于提高生物傳感器靈敏度?！?/p>

該研究團(tuán)隊(duì)將細(xì)胞膜的特性應(yīng)用于現(xiàn)有的基于FET分子檢測(cè)的芯片表面，經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了即使在不需要額外預(yù)處理的高濃度離子溶液中，仍可進(jìn)行分子檢測(cè)。

這項(xiàng)被稱為“Lipid-FET”的新技術(shù)檢測(cè)待檢分子，比現(xiàn)有傳感器更靈敏，且無(wú)需對(duì)待測(cè)試溶液進(jìn)行處理——不用像過(guò)去那樣將其稀釋100,000多倍。KIST研究人員表示：“該技術(shù)在迄今為止全球報(bào)道的基于FET的分子檢測(cè)技術(shù)中表現(xiàn)出最佳性能?！?/p>

這項(xiàng)研究成果更值得關(guān)注的點(diǎn)是，該技術(shù)是一種可以診斷癡呆蛋白等多種疾病的平臺(tái)技術(shù)，適用于醫(yī)療、保健、環(huán)境等領(lǐng)域的生物傳感器。

該項(xiàng)研究工作由KIST腦科學(xué)研究中心(Brain Science Research Center)的Yoo Yong-sang博士和傳感器系統(tǒng)研究中心(Sensor System Research Center)的Kim Chul-ki博士領(lǐng)導(dǎo)完成。高麗大學(xué)化學(xué)工程與生物技術(shù)系(Department of Chemical Engineering and Biotechnology)的Ahn Dong-joon教授也參與其中。

Yoo博士說(shuō)道：“各領(lǐng)域的研究人員通過(guò)融合研究，開發(fā)出的細(xì)胞膜-FET分子檢測(cè)技術(shù)，可以幫助研究人員直接應(yīng)用于利用電流信號(hào)檢測(cè)分子的任何系統(tǒng)?！?/p>

Kim博士還表示：“我們正在研究將該技術(shù)應(yīng)用于多種研究領(lǐng)域，不僅可以更快速、更準(zhǔn)確地診斷癡呆癥、帕金森癥和糖尿病等因細(xì)胞膜吸附導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性的疾病，并可檢測(cè)包括新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)在內(nèi)的少部分傳染性病毒?！?/p>

該項(xiàng)研究成果發(fā)表在《自然-通訊》(Nature Communications)期刊上。