场效应晶体管生物传感器用于细胞研究进展
2020-11-11张国军李玉桃
分析科学学报 2020年5期
周 莹,张国军,李玉桃
(湖北中医药大学检验学院,湖北武汉 430065)
1 引言
细胞是生命的起源,是生命体结构与生命活动的基本单元。而细胞间信息与信号传导是实现生命活动的基础。信号通路的传导异常会导致多种系统疾病,因此监测胞间信号分子的释放,及细胞电生理的变化对阐明信号转导通路,疾病的早期诊断与治疗具有重要意义[1,2]。近年来,多种检测手段及成像技术飞速发展,在细胞研究方面取得了极大的进展。如细胞膜片钳技术[3]、微电极电化学检测技术[4]等在检测细胞电生理和细胞信号传导方面发挥了重要作用。然而细胞膜片钳技术虽然精度高,但需要经验丰富的人员进行高精密的操作,难以实现高通量检测。电化学微阵列传感器虽然可以实现高通量检测,但仅限于电活性物质,限制了其应用范围。此外荧光技术[5]也用于胞内信号传导示踪,然而荧光染料的细胞毒性不可忽视,光漂白性也对长时间的观察带来阻碍。
近年来,基于场效应晶体管(FET)的生物传感器因具有免标记、灵敏度高、特异性好、响应快速、易于集成等优势引起众多研究人员的关注。FET在细胞水平的应用可追溯于1991年,Fromherz等[6]将水蛭神经元置于栅介质上,使输出的电流受动作电位的调节,成功检测其细胞膜电位。如今,随着科技的发展与研究人员的不断努力,FET生物传感器已经成为细胞分析领域重要的检测工具。与传统电化学传感平台相比,FET生物传感器件不受电活性物质的限制,单纯是靶标分子自带电荷引起的传感信号,可以做到免标记与实时检测。……
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