抗生素因在抑制病原體生長方面的奇妙特性，對(duì)醫(yī)療健康和食品安全做出了顯著貢獻(xiàn)。然而，隨之而來的抗生素濫用問題造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。水體中抗生素含量因與人們的健康息息相關(guān)而備受關(guān)注，水環(huán)境中抗生素的精準(zhǔn)檢測(cè)已成為重點(diǎn)研究領(lǐng)域。

目前，雖然有幾種生物分析檢測(cè)技術(shù)可以用來對(duì)抗生素進(jìn)行分析，比如，液相色譜法、拉曼光譜法以及基于熒光、比色法、晶體管和電化學(xué)的生化傳感器檢測(cè)法，但這些方法在檢測(cè)限、靈敏度、便捷程度方面仍有提升空間。近年來，基于FET的生化傳感器表現(xiàn)出可靠、環(huán)保、高靈敏、便捷的特點(diǎn)，有望成為新一代傳感平臺(tái)。

近期，山東大學(xué)韓琳教授課題組報(bào)道了一種用于抗生素高靈敏檢測(cè)的超凈石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管傳感平臺(tái)，并對(duì)標(biāo)品、類實(shí)際樣本、渤海灣實(shí)際樣本進(jìn)行檢測(cè)分析，探索了CRCT新型轉(zhuǎn)移工藝及適配體傳感模型，該項(xiàng)研究是與中國地質(zhì)大學(xué)孫軍教授、中科院生態(tài)環(huán)境研究中心宋帥教授、中科院海洋所李才文教授合作完成，張宇和韓琳教授為論文的共同通訊作者，碩士研究生王順為論文的第一作者。

該研究使用超潔凈石墨烯和適配體開發(fā)了基于場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FET）的生物傳感器，用于超靈敏四環(huán)素檢測(cè)。通過設(shè)計(jì)的樟腦-松香清潔轉(zhuǎn)移（CRCT）方案制備高質(zhì)量石墨烯，減少石墨烯表面缺陷。選取四環(huán)素特異性適配體，構(gòu)建并表征了適配體功能化的抗生素生化傳感器。

對(duì)不同轉(zhuǎn)移方法構(gòu)筑的生化傳感器進(jìn)行傳感測(cè)試，探究潔凈石墨烯及適配體傳感系統(tǒng)對(duì)傳感靈敏度的增益機(jī)理。最后，通過檢測(cè)從渤海灣入口獲得的實(shí)際樣品中的抗生素，對(duì)CRCT-FET生物傳感器進(jìn)行驗(yàn)證。

圖1 石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管生化傳感器的制備流程圖

圖2?四環(huán)素傳感機(jī)理圖

綜上所述，該研究開發(fā)了一種基于GFET的生物傳感器，使用CRCT超潔凈石墨烯和適配體，用于四環(huán)素的超靈敏檢測(cè)。通過設(shè)計(jì)CRCT新型轉(zhuǎn)移方法制備高質(zhì)量石墨烯，通過適配體功能化構(gòu)建具備生物選擇性的高性能生化傳感器。對(duì)標(biāo)品、類實(shí)際樣本及實(shí)際樣本分別進(jìn)行了傳感測(cè)試驗(yàn)證，探究傳感工作機(jī)理及信號(hào)增強(qiáng)原因，為開發(fā)新一代高性能生化傳感平臺(tái)提供思路。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1021/acs.analchem.2c03732

審核編輯：劉清