近日，湖南先进传感与信息技术创新研究院张志勇教授团队在碳基生物传感平台的构建上取得重要研究进展。在《先进功能材料》（Advanced Functional Materials，IF=18.5）发表《用于宽范围和高精度生物标志物检测的双模式传感芯片》“Dual-Mode Sensing Chips for Wide-Range and High-Accuracy Biomarker Detection”文章，论文第一作者为研究院2020级博士生何建平，张志勇教授、肖梦梦博士为文章共同通讯作者。

受新型冠状病毒全球传播的影响，生物医学界需要更加精确和稳健的生物传感系统来满足当前和未来的诊断以及治疗需求。尽管电学生物传感器在临床诊断中拥有成本低、检测速度快和无需标记等优点，单一电化学传感器缺乏本征放大能力，在监测痕量生物目标和无电化学活性的分子时面临挑战，限制了其在生活当中进一步应用的潜力。

该团队开发了一种双模生物传感芯片（DMSC），集成了电化学和FET传感器，结合两种原理传感器的灵敏度及特异性优势，构建了双模生物传感平台，提高了对具有显著浓度差异的标志物疾病的诊断精度，能够帮助人们更加准确地评估其生理状况。

为了对DMSC的性能进行评估，研究人员按先电化学修饰后FET修饰的顺序对DMSC进行了功能化处理。DMSC平台对干扰物展现出了良好的选择性，且FET部分动态范围广（106），检测下限低（1fM），适合定性判断。电化学部分灵敏度高，一致性好（大于98%），适合定量检测。FET部分和电化学部分表现出的互补特性使得DMSC平台适合对拥有多个标志物，且这些标志物浓度相差较大的疾病进行检测，能够帮助电化学传感器突破检测场景的限制和加速FET生物传感器的市场化。时分复用结果表明，电化学和FET部分可以同时独立且互不干扰的进行检测，为实际生活中更加精确的自我诊断提供了令人兴奋的机会。

湖南先进传感与信息技术创新研究院成立于2018年，由我校与北京大学合作共建，是集人才培养、科学研究、技术开发、成果转移转化于一体，治理结构完善、运行机制灵活、有别于现有机构的“实验区”。研究院团队由中国科学院彭练矛院士领衔，包括11名国家级人才、5名教授、2名副教授、12位优秀博士、14名实验室工程技术人员、100余名博士及硕士研究生。围绕碳基集成电路和新型传感器为代表的新一代信息技术领域，团队在唐氏综合症筛查、肝癌检测、无创血糖监测等生物传感和甲烷、氢气、甲醛等气体传感器件及其相关技术方面取得重要成果，并已研制全球首条碳基传感芯片示范线，推进相关核心技术产业化。

文章链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202404909

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