微電子所在SERS液滴生化傳感器研究方向取得進展
【化工儀器網 科技前沿】傳感器是一種信息獲取與處理的裝置，常被稱為“電五官”，在生產安全、環境保護、農業養殖、醫療健康、電子產品、航空航天等領域有著廣泛的應用。隨著各行各業對傳感器需求的不斷提升，研制特異性強，靈敏度高，響應時間短的高性能傳感器稱為人們追求的目標。
生化傳感器作為傳感器家族中的一個大類，是生物和化學領域中進行各種實驗研究的必要條件和工作基礎。據了解，生化傳感器已經經歷了一段較長的發展歷程，早的化學傳感器可以追溯到 100 多年前的 H + 離子選擇性電極。近些年來，生化傳感器的研究與發展更加迅速和深入，為科研、生產提供了有力支持。
近日，我國科學家在生化傳感器研究中取得突破，研發出了SERS液滴生化傳感器。2020年9月29日，中國科學院微電子研究所發布新聞，稱微電子所集成電路先導工藝研發中心陳大鵬研究員課題組與中北大學熊繼軍教授課題組合作在表面增強拉曼(SERS)生化檢測研究領域取得了階段性進展。
陳大鵬研究員課題組提出了一種開放式SERS液滴傳感器。該傳感器利用燭灰納米鏈結構的多孔易斷性，以滾動的方式在基底上在形成了具有豐富三維“熱點”的SERS活性液滴，從而大大增強該液滴的拉曼檢測性能。液滴所提供的液相環境能夠保持生物分子的活性，并提高生物大分子(如蛋白質、DNA)等與“熱點”的有效結合，有效解決了傳統基底型SERS器件所需的復雜制備工藝問題。
值得關注的是，此類傳感器相比同類液相環境下檢測的傳感器，表現出了更高的檢測能力，能夠實現對羅丹明6G的低極限檢測，同時對液體活檢分析中常用的功能性探針分子具備較強的檢測特異性。課題組通過檢測牛血清白蛋白，驗證了該傳感器的生物檢測能力：BSA的檢測限低至1 pM。
該SERS液滴傳感器的設計開發為液體活檢分析等技術提供了新的檢測理念，上述工作也表明該傳感器對生物分子檢測有極好的應用前景。
目前，相關成果以"Self-concentrated SERS-active Droplet Sensor with Three-dimensional Hot Spots for Highly Sensitive Molecular Detection in Complex Liquid Environments" (DOI: 10.1021/acssensors.0c01276) 為題發表在ACS sensors期刊上。
資料來源：中國科學院微電子所
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