近日，湖南先進傳感與信息技術創新研究院張志勇教授團隊在碳基生物傳感平臺的構建上取得重要研究進展。在《先進功能材料》（Advanced Functional Materials，IF=18.5）發表《用于寬范圍和高精度生物標志物檢測的雙模式傳感芯片》“Dual-Mode Sensing Chips for Wide-Range and High-Accuracy Biomarker Detection”文章，論文第一作者為研究院2020級博士生何建平，張志勇教授、肖夢夢博士為文章共同通訊作者。

受新型冠狀病毒全球傳播的影響，生物醫學界需要更加精確和穩健的生物傳感系統來滿足當前和未來的診斷以及治療需求。盡管電學生物傳感器在臨床診斷中擁有成本低、檢測速度快和無需標記等優點，單一電化學傳感器缺乏本征放大能力，在監測痕量生物目標和無電化學活性的分子時面臨挑戰，限制了其在生活當中進一步應用的潛力。

該團隊開發了一種雙模生物傳感芯片（DMSC），集成了電化學和FET傳感器，結合兩種原理傳感器的靈敏度及特異性優勢，構建了雙模生物傳感平臺，提高了對具有顯著濃度差異的標志物疾病的診斷精度，能夠幫助人們更加準確地評估其生理狀況。

為了對DMSC的性能進行評估，研究人員按先電化學修飾后FET修飾的順序對DMSC進行了功能化處理。DMSC平臺對干擾物展現出了良好的選擇性，且FET部分動態范圍廣（106），檢測下限低（1fM），適合定性判斷。電化學部分靈敏度高，一致性好（大于98%），適合定量檢測。FET部分和電化學部分表現出的互補特性使得DMSC平臺適合對擁有多個標志物，且這些標志物濃度相差較大的疾病進行檢測，能夠幫助電化學傳感器突破檢測場景的限制和加速FET生物傳感器的市場化。時分復用結果表明，電化學和FET部分可以同時獨立且互不干擾的進行檢測，為實際生活中更加精確的自我診斷提供了令人興奮的機會。

湖南先進傳感與信息技術創新研究院成立于2018年，由我校與北京大學合作共建，是集人才培養、科學研究、技術開發、成果轉移轉化于一體，治理結構完善、運行機制靈活、有別于現有機構的“實驗區”。研究院團隊由中國科學院彭練矛院士領銜，包括11名國家級人才、5名教授、2名副教授、12位優秀博士、14名實驗室工程技術人員、100余名博士及碩士研究生。圍繞碳基集成電路和新型傳感器為代表的新一代信息技術領域，團隊在唐氏綜合癥篩查、肝癌檢測、無創血糖監測等生物傳感和甲烷、氫氣、甲醛等氣體傳感器件及其相關技術方面取得重要成果，并已研制全球首條碳基傳感芯片示范線，推進相關核心技術產業化。

文章鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202404909