基于有机场效应晶体管（OFET）的生物传感器

通过对肿瘤标志物的浓度进行测定，能够在一定程度上达到减轻患者痛苦和精神负担的目的，从而使癌症早期患者得到及时有效的治疗，提高其存活率和治愈率。

在各种超低丰度生物分子的识别中，晶体管单分子水平检测（SiMoT）平台已经引起了相当多的关注，但复杂的标记和测试过程限制了其进一步应用。近年来，基于有机场效应晶体管（OFET）的生物传感器由于其简便的制造工艺、快速的响应时间、低样本量和广泛的检测范围，成为构建先进的无标签SiMoT平台的良好候选者。

然而，大多数基于OFET的生物传感器的灵敏度在纳米（nM）和皮米（pM）之间，不能满足对超低丰度蛋白的检测要求。此外，在复杂溶液介质中仅凭单一肿瘤标志物对癌症进行早期诊断是不够充分的，容易受到假阳性信号的干扰，影响检测结果的准确性。因此，通过简便快捷的传感表面功能化策略来对癌症相关的低丰度肿瘤标志物进行快速、准确地检出，是提高OFETs生物传感器检测性能的关键。

据麦姆斯咨询报道，近期，天津大学胡文平教授团队利用含羧基的柱状[5]芳烃（DMP[5]-COOH）作为信号放大器，制备了一种基于OFET的SiMoT平台，并将其用于高效固定抗体作为敏感探针，构建了无标记的SiMoT平台，结果表明，随着DMP[5]-COOH的引入，传感器的灵敏度大大提高，检测限可达4.75阿米（aM）。

图 基于OFET的SiMoT平台构建原理图

步骤1：将PDBT-co-TT/DMP[5]-COOH作为电荷传输层涂覆在OTS修饰的沉积Au源极和漏极SiO₂/Si衬底上；步骤2：将抗体固定为检测肿瘤生物标志物的敏感探针；第三步：抗体-抗原识别。

另外，通过将OFETs传感阵列化分不同的检测区域，可对不同肿瘤标志物甲胎蛋白抗原、癌胚抗原和前列腺抗原进行同步检测和交叉分析，从而获得充足的诊断数据，以期提高检测的准确性和可靠性，有利于推动其临床实用化进程。该成果发表在分析化学领域TOP学术期刊Analytical Chemistry上，并被选作封面文章。

论文以天津大学为第一完成单位，在读博士生孙辰芳为第一作者，在读博士生冯光源为共同第一作者，胡文平教授、雷圣宾教授和程姗姗副教授为共同通讯作者。

总体来看，该研究使OFET与生物医学的联系更加紧密，获得了大规模的生物活性数据，可以极大地推动传感技术进入临床诊断。此外，开发新的抗体固定方法，建立抗污染和非特异性吸附的自封闭空间，提高生物传感器的寿命，还需要充分利用基于OFET的SiMoT平台进行真实样品分析。

论文链接：

https://doi.org/10.1021/acs.analchem.2c00897

审核编辑 ：李倩