碳纳米管场效应晶体管生物传感器，用于新冠病毒快速检测

(相关资料图)

图3 FG-CNT FET生物传感器检测SARS-CoV-2病毒RNA

该研究为了评估FG-CNT FET传感器在临床样本中检测SARS-CoV-2的性能，分别对10名确诊患者和10名健康个体的咽拭子样本进行检测，分为两组，一组通过多探针修饰方式检测无扩增SARS-CoV-2 RNA。一组通过适配体修饰方式检测病毒表面抗原。两组检测结果中COVID-19患者的平均反应水平显著高于健康对照，在抗原检测中，FG-CNT FET传感器的阳性预测符合率和阴性预测符合率均为100%，展示出传感器在临床应用的潜力。

图4 FG-CNT FET生物传感器测试临床样本（病毒和RNA）

最后，该研究展示了一套便携式多功能测试系统，以评估FG-CNT FET传感器快速筛选样品的能力。传感器可实现对低浓度未扩增临床RNA提取样本（qRT-PCR循环阈值= 39）的快速响应。为了进一步缩短诊断时间，采用适配体功能化传感器直接检测灭活病毒，无需任何预提取，传感器可以在1 min内实时区分出阳性样本和阴性样本。进一步表明，该传感器能够在短时间内从临床咽拭子中快速检测SARS-CoV-2，灵敏度可低至单病毒水平，展示出了FG-CNT FET传感器可以直接检测未经处理病毒样本，在现场快速检测中具有一定的潜力。

北京大学碳基电子学研究中心在读博士生梁玉琪和碳基电子学研究中心助理研究员肖梦梦为文章共同第一作者，北京大学电子学院碳基电子学研究中心张志勇教授、肖梦梦博士和中国人民解放军疾病预防控制中心柯跃华副研究员为文章共同通讯作者。

该工作得到了国家重点研发项目（2022YFB3204402、2022YFB4401601）和国家自然科学基金（62174007、62225101）的支持。该研究中提出的多探针增强策略和多种标志物组合检测策略使碳管场效应晶体管生物传感器具有高灵敏度和高可靠性。小型便携式测试系统也为临床检测提供了一个通用的快速诊断平台。碳基场效应晶体管型生物传感平台为未来可能发生大规模流行传染病的快速精准筛查提供了储备技术。

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