一个基于碳纳米管阵列晶体管生物传感器的三倍体四面体DNA纳米结构,用于快速检测病毒
Shenhui Ma1, Qinqi Ren2, Leying Jiang3
1Key Laboratory of Wide Band-Gap Semiconductor Materials and Devices, School of Microelectronics, Xidian University, Xi'an, 710071, China; School of Electronic and Computer Engineering, Peking University, Shenzhen, 518055, China.
Talanta
|July 28, 2023
概括
这项研究引入了一种新的生物传感器,用于快速准确地检测SARS-CoV-2. 基于碳纳米管的设备,增强了DNA纳米结构和体,为检测COVID-19变种提供了高灵敏度.
科学领域:
- 纳米技术 纳米技术
- 生物感应是一种生物感应.
- 病毒学 病毒学
背景情况:
- 全球卫生受到传染性病毒爆发的挑战,特别是由SARS-CoV-2引起的COVID-19大流行.
- 准确和快速检测SARS-CoV-2对于公共卫生管理至关重要.
- 现有的检测方法需要提高速度和灵敏度.
研究的目的:
- 开发一种快速,高度敏感的生物传感器,用于检测SARS-CoV-2抗原.
- 利用基于碳纳米管阵列的薄膜晶体管 (基于CNT阵列的TFT) 与DNA纳米结构和aptamer集成,以增强检测.
- 评估生物传感器在检测SARS-CoV-2野生型和Omicron变种方面的性能.
主要方法:
- 基于CNT阵列的TFT生物传感器的制造,与四面体DNA纳米结构 (TDN) 和三倍体集成.
- 与其他基于CNT的生物传感器相比,测试生物传感器对SARS-CoV-2受体结合域 (RBD) 的反应.
- 评估检测极限 (LOD),检测范围和针对相关冠状病毒的特异性.
主要成果:
- 与其他配置相比,基于 CNT 数组的 TFT 生物传感器在 SARS-CoV-2 RBD 检测上显示出 102% 的增强反应.
- 在TDN和三倍胺组合中,野生型SARS-CoV-2 RBD的LOD为10 aM,Omicron RBD的LOD为6 aM.
- 生物传感器表现出极好的特异性,可以区分SARS-CoV-2,SARS-CoV和MERS-CoV抗原.
结论:
- 开发的基于CNT阵列的TFT生物传感器平台为SARS-CoV-2检测提供了一种高性能,快速和敏感的方法.
- 整合TDNs和三倍吸附体显著提高了蛋白质捕获效率和检测灵敏度.
- 该平台的多功能性允许通过修改特定的体来适应检测其他病毒.
