低功耗、高靈敏度：OECT開啟生物電子傳感新時代
發布時間：2025-2-28 17:48
發布者：eechina
|
美國萊斯大學的研究團隊開發了一種利用有機電化學晶體管（OECT）顯著提升酶和微生物燃料電池靈敏度的新方法，為生物電子傳感領域帶來突破性進展。相關研究發表在《Device》期刊上。該方法將電信號放大1000至7000倍，并大幅提高信噪比，為下一代高靈敏度、低功耗生物傳感器在健康和環境監測中的應用鋪平道路。 傳統生物傳感器依賴目標生物分子與傳感器的直接相互作用，但在不兼容的電解質環境中可能受限。新方法通過將OECT與燃料電池電子耦合，避免了這一問題。研究團隊將OECT與兩種生物燃料電池（酶燃料電池和微生物燃料電池）集成，發現OECT能顯著放大信號并降低背景噪聲，使測量更加精確。 這項技術最有前途的應用之一是亞砷酸鹽檢測，這是水安全的關鍵需求。該團隊設計了具有亞砷酸鹽反應的細胞外電子轉移途徑的大腸桿菌，使它們能夠檢測濃度低至每升0.1微摩爾的亞砷酸鹽的存在，并從OECT放大信號中獲得清晰，可測量的響應。 除了環境應用之外，該系統還可以徹底改變可穿戴式健康監測，其中節能和高靈敏度的生物傳感器需求量很大。例如，利用微生物燃料電池成功地證明了汗液中乳酸的感知，這是肌肉疲勞的一個指標。 研究團隊認為，這一方法將改變生物電子傳感的設計思路，為醫療診斷和環境監測等領域提供簡單、高效且可擴展的解決方案。 《每日科學》網站（www.sciencedaily.com） |
網友評論