中國科學家開發新型晶體管傳感器檢測羥基自由基

新華社上海4月10日電（記者 郭敬丹、吳振東）復旦大學高分子科學系、聚合物分子工程國家重點實驗室研究員魏大程課題組在場效應晶體管傳感器領域取得重要進展。他們開發出一種基於內剪切反應的石墨烯場效應晶體管傳感器，實現了對羥基自由基的檢測。

近日，相關研究成果以《基於內剪切反應的石墨烯場效應晶體管自由基傳感器》為題在線發表于《自然·通訊》。

據介紹，羥基自由基是一種生物體內存在的超高活性自由基，能夠破壞細胞與組織內的脂質、蛋白質、DNA等生物分子，與許多疾病及衰老現象密切相關。傳統檢測方法，諸如電子自旋共振、熒光、色譜、電化學等都需要標記，設備成本高，在選擇性、檢測限、定量及便利度等方面存在不足。相比之下，場效應晶體管傳感器不需要標記，具有高靈敏度、低成本、微型便攜、實時檢測等優勢，是一種潛力巨大的傳感技術，被廣泛應用於檢測金屬離子、DNA、蛋白質、有機小分子等。

然而，羥基自由基化學性質非常活潑，很容易轉變成其他物質，這使其僅有百萬分之一秒的“壽命”而很難被發現。因此，到目前為止還沒有關於羥基自由基場效應晶體管傳感器的報道。

針對這一問題，魏大程團隊開發了一種基於內剪切反應的石墨烯場效應晶體管傳感器。在傳感器中，石墨烯作為導電溝道。檢測過程中，羥基自由基與Au-S鍵發生氧化剪切反應，從石墨烯表面釋放帶電金屬離子，引起石墨烯溝道的電流變化，從而間接實現對羥基自由基的檢測。

該傳感器對羥基自由基具有良好的選擇性，最低檢測濃度達到十億分之一摩爾。