近日，美國西北大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種能夠?qū)?a target="_blank" href="http://www.fqxs.cn/tag/%e7%94%b5%e5%8c%96%e5%ad%a6%e4%bc%a0%e6%84%9f%e5%99%a8" title="View all posts in 電化學(xué)傳感器">電化學(xué)傳感器信號提升1000倍的塑料晶體管。這一創(chuàng)新技術(shù)有望推動高度敏感的植入式傳感器研發(fā)，實(shí)現(xiàn)對人體內(nèi)電化學(xué)信號的微小變化進(jìn)行精準(zhǔn)測量。這樣的技術(shù)將有助于醫(yī)生實(shí)時監(jiān)測組織反應(yīng)，無需等待實(shí)驗(yàn)室設(shè)備對血液樣本進(jìn)行分析的時間，能夠更加高效地了解病情。這種技術(shù)還可用于觀察傷口愈合過程，如感染發(fā)展等信號。

生物傳感器技術(shù)的發(fā)展日新月異，檢測生物體內(nèi)難以捉摸的生物標(biāo)志物或追蹤細(xì)微生物過程的新技術(shù)層出不窮。然而，傳感器信號強(qiáng)度低的問題一直困擾著植入式設(shè)備的實(shí)時監(jiān)測。很多診斷工作仍然需要采集血液樣本或活檢，然后利用笨重的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備進(jìn)行繁瑣的檢測流程。

研究團(tuán)隊(duì)的Jonathan Rivnay表示：“如果我們能夠可靠地測量體內(nèi)的生化信號，我們就可以將這些傳感器應(yīng)用于具有較小體積、負(fù)擔(dān)較小且不需要昂貴電子設(shè)備的可穿戴技術(shù)或植入設(shè)備。但提取高質(zhì)量的信號一直是個挑戰(zhàn)。在身體內(nèi)部，有限的能量和空間使得我們需要尋找方法來放大這些信號。”

目前，研究人員已經(jīng)將這種信號增強(qiáng)晶體管應(yīng)用于一種基于核酸分子的電化學(xué)傳感器。核酸分子是單鏈DNA，可以結(jié)合體內(nèi)的目標(biāo)分子。結(jié)合后，它們會改變形狀，影響它們所屬傳感器的電化學(xué)信號。然而，目前這種傳感器產(chǎn)生的信號很弱，很容易受到數(shù)據(jù)噪聲的干擾。

為了解決這個問題，研究人員開發(fā)了這種可以顯著提高信號的晶體管。系統(tǒng)還包括一個薄膜參考電極，有助于穩(wěn)定信號。Rivnay表示：“這種方法具有廣泛的適用性，沒有特定的應(yīng)用場景。

我們的遠(yuǎn)景是將我們的概念應(yīng)用到植入式生物傳感器或可穿戴設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)對問題的感知并對其作出相應(yīng)的處理?！?/p>

未來，這種信號增強(qiáng)的晶體管技術(shù)有望應(yīng)用于慢性病管理、心血管疾病監(jiān)測、癌癥篩查等多個領(lǐng)域，為個體化醫(yī)療和精細(xì)化治療提供技術(shù)支持。這將極大地提高醫(yī)療效率，降低診斷成本，并為人類健康保駕護(hù)航。

值得注意的是，這一研究仍處于初步階段，研究團(tuán)隊(duì)還需繼續(xù)深入研究并進(jìn)行臨床試驗(yàn)，以驗(yàn)證這種技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的安全性和有效性。然而，這一突破無疑為植入式傳感器技術(shù)的發(fā)展提供了新的可能性，預(yù)示著生物監(jiān)測技術(shù)在未來將更加精確、高效、實(shí)用。

Study in Nature Communications: Organic electrochemical transistors as on-site signal amplifiers for electrochemical aptamer-based sensing

編輯：彭斌佳