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在面臨多種健康威脅的當今社會(huì )，對快速、可靠且易于使用的家庭診斷測試的需求尤為迫切。針對這一需求，一種能夠檢測空氣中微量病毒或細菌的微芯片應運而生。 美國紐約大學(xué)坦頓工程學(xué)院的一項新研究展示了這種微芯片的開(kāi)發(fā)和大規模生產(chǎn)潛力。該芯片不僅可以從咳嗽或空氣樣本中識別多種疾病，還能顯著(zhù)提高檢測效率。 這種創(chuàng )新技術(shù)依賴(lài)于場(chǎng)效應晶體管（field-effect transistors，FET）——一種微型電子傳感器，可以直接檢測生物標志物并將其轉化為數字信號。與傳統基于顏色變化的化學(xué)診斷方法（如家庭驗孕測試）相比，這種方法速度更快，可同時(shí)檢測多種疾病，并能即時(shí)將結果傳輸給醫療服務(wù)提供者。 近年來(lái)，FET生物傳感器的檢測能力取得了突破性進(jìn)展，其檢測靈敏度已達到飛摩爾級別（千萬(wàn)億分之一摩爾）。這一進(jìn)展得益于納米線(xiàn)、氧化銦和石墨烯等納米材料的結合。然而，這類(lèi)傳感器在同一芯片上同時(shí)檢測多種病原體或生物標志物時(shí)仍面臨巨大挑戰�，F有的定制方法（如在FET表面滴鑄生物受體）缺乏滿(mǎn)足復雜診斷任務(wù)所需的精度和可擴展性。 熱掃描探針光刻技術(shù)（tSPL）是一項可能解決這些問(wèn)題的突破性技術(shù)。該技術(shù)能夠對芯片表面的聚合物涂層進(jìn)行精確化學(xué)圖案化，使單個(gè)FET能夠結合不同的生物受體（如抗體或適體），分辨率高達20納米。這與現代先進(jìn)半導體芯片中晶體管的尺寸相當。通過(guò)這種方法，基于FET的傳感器可以在單個(gè)芯片上實(shí)現對多種病原體的高靈敏度檢測，極大拓寬了其應用前景。 這項研究已發(fā)表在《納米級皇家化學(xué)學(xué)會(huì )》（Royal Society of Chemistry in Nanoscale）雜志上。 《每日科學(xué)》網(wǎng)站（www.sciencedaily.com） |
