作者:沈春蕾 程振伟 来源:中国科学报 发布时间:2021/5/17 12:09:47
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百余根硅纳米线阵列监测循环肿瘤DNA

 

近日,杭州电子科技大学副教授李杜娟通过引入高效能晶体管生物传感器,在癌症早期诊断以及术后监控上取得新进展。相关研究成果发表于《生物传感器和生物电子》Biosensors and Bioelectronics。

生物传感器是一类用于检测特定分析物的分析设备,通常由生物识别元件、换能器和电子检测器系统组成。晶体管生物传感器将芯片应用在生物传感领域,进行定量、定性分析。比如验孕棒、血糖仪是生物传感器的应用产品,其原理是尿液、血液等体液通过生物传感将生物特性转化为光、电信息获得定量、定性鉴定。

肿瘤细胞破裂后进入血液,肿瘤患者血液中就有了循环肿瘤DNA。作为特征性的肿瘤标记物,循环肿瘤DNA在血液里出现的量极其少,想从大海中捞到这根“针”固然难,但由于其时效性强(能最快反映肿瘤细胞最新状况),因而从监测循环肿瘤DNA角度出发,反推肿瘤细胞状况,成为医疗器械工程领域的重要研究方向。

据悉,硅纳米线是一种新型的一维半导体纳米材料,直径一般在10纳米左右,内晶核是单晶硅。李杜娟的解决方案是,通过120余根硅纳米线阵列提升了亲水性,也就是血液一沾上芯片,就能瞬间平摊在上面,从而有效确保监测灵敏度。同时,硅纳米线阵列监测循环肿瘤DNA有着较强选择性,避免癌症筛查“假阳性”误诊发生。

该方案是在杭州电子科技大学“智能微传感器与微系统”教育部工程研究中心副教授刘超然的协助下完成的。刘超然介绍道:“百余根硅纳米线阵列,等于是将一系列硅纳米线‘像小学生排队’,要确保‘排队’均匀性,技术难度高,但对于提升芯片传感监测灵敏度至关重要。”

他打了一个比方:“120个人抬桌子,大家劲往一处使,使力均匀,就很轻松。我们的硅纳米线阵列硅加工技术均匀性处理得好,确保了‘人多力量大’,从而提升了循环肿瘤DNA的监测效率。”

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.bios.2021.113147

 
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