石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管檢測(cè)霉菌毒素

為生存空間而進(jìn)行的斗爭(zhēng)不僅涉及人和動(dòng)物，而且還涉及模具。當(dāng)霉菌(真菌)在惡劣的環(huán)境中受到污染時(shí)，會(huì)產(chǎn)生第二種代謝產(chǎn)物真菌毒素，以防止另一種真菌在同一物質(zhì)上生長(zhǎng)。一種霉菌毒素不會(huì)對(duì)動(dòng)物和人產(chǎn)生影響，而另一些霉菌毒素可能會(huì)對(duì)健康造成嚴(yán)重影響。如今，對(duì)真菌毒素進(jìn)行食品和飼料分析的常用方法是基于基于高效液相色譜法的復(fù)雜分析人員。

來(lái)自Biosense研究所(塞爾維亞)，國(guó)家電子技術(shù)大學(xué)(俄羅斯)和德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校(美國(guó))的國(guó)際研究人員團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種基于石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管(GFET)的現(xiàn)場(chǎng)快速霉菌毒素傳感器。作者利用微技術(shù)制造方法生產(chǎn)能夠在液體中工作的GFET，并通過(guò)將基于特定適體的生物識(shí)別元件共價(jià)結(jié)合到表面上來(lái)生物功能化。與霉菌毒素結(jié)合期間適體構(gòu)型的變化導(dǎo)致對(duì)石墨烯通道中電荷攜帶的門控效應(yīng)。

作者證明了在緩沖溶液和實(shí)際樣品(加標(biāo)葡萄酒)中曲毒素A(OTA)的檢測(cè)速度很高。他們表現(xiàn)出對(duì)5分鐘響應(yīng)時(shí)間內(nèi)OTA濃度低至4 pg / mL的高度敏感性。此外，作者還演示了通過(guò)在尿素溶液中洗滌可以再生傳感器，從而可以多次使用。

這項(xiàng)研究為食品和飲料中多種霉菌毒素分析提供了基于多陣列芯片上石墨烯的傳感器開(kāi)發(fā)的第一步。開(kāi)發(fā)適用于局部和選擇性適體結(jié)合的微技術(shù)兼容技術(shù)可以為傳感器提供大量用于特定成分分析的晶體管。此外，此類基于GFET的傳感器可輕松集成到IoT和移動(dòng)電話平臺(tái)。研究表明，通過(guò)適當(dāng)?shù)氖〧ET功能化，具有高靈敏度，快速響應(yīng)和高濃度毒素動(dòng)態(tài)范圍的完全集成真菌毒素傳感器是可行的。

研究人員在MDPI出版物《毒素》中進(jìn)一步討論了他們的技術(shù)。