一种用于检测SARS-CoV-2的还原氧化石墨烯场效应晶体管生物传感器
随着新型冠状病毒（sars-cov-2）的传播，对快速、准确检测和筛查新冠病毒肺炎（covid-19）患者的工具的需求日益增加。目前，石墨烯（graphene）场效应晶体管（fet）生物传感器在即时和精确检测方面引起了广泛的关注。
据麦姆斯咨询报道，鉴于此，阿联酋大学（united arab emirates university）的研究人员设计了一种用于检测sars-cov-2的还原氧化石墨烯（rgo）场效应晶体管生物传感器。该研究的主要目的是有选择性地快速检测sars-cov-2刺突蛋白抗原。相关研究成果近期以“the design of a point of care fet biosensor to detect and screen covid-19”为题，发表于scientific reports期刊。
该场效应晶体管生物传感器由还原氧化石墨烯通道、一对金电极和通道下方的栅极组成。还原氧化石墨烯通道使用sars-cov-2刺突蛋白抗体进行功能化以实现对sars-cov-2刺突蛋白抗原的选择性检测，并使用铜和银等金属纳米颗粒（mnps）来增强该传感器的生物传感性能。
图1 由源极、漏极、通道和通道下方栅极组成的还原氧化石墨烯场效应晶体管生物传感器（rgo-fet）示意图
相关研究结果显示，该还原氧化石墨烯场效应晶体管生物传感器成功检测了sars-cov-2刺突蛋白抗原，并在检测过程中表现出独特的电学行为。此外，研究人员采用半经验建模方法结合非平衡格林函数研究了目标分子加入前后还原氧化石墨烯场效应晶体管生物传感器的电子输运特性。
图2 在偏置电压（vbias）分别为0.0 v（a）、0.1 v（b）、0.2 v（c）和0.3 v（d）时，裸（无抗体和金属纳米颗粒修饰）传感器、与病毒结合的传感器以及与病毒结合并经过金属纳米颗粒修饰的传感器的电子输运透射谱
图3 裸传感器（无抗体和金属纳米颗粒修饰）、与病毒结合的传感器以及与病毒结合并经过金属纳米颗粒修饰的传感器在栅极电压（vg）= 1v时的ids-vds曲线
图4 由于目标分子（sars-cov-2刺突抗原）的加入，引起的传感器电流变化
为了验证该传感器的特异性，研究人员选用狂犬病病毒（rabies）和中东呼吸综合征病毒（mers）进行了实验。理论上，通过提出的还原氧化石墨烯场效应晶体管生物传感器检测sars-cov-2病毒应该是快速和实时的，因为一旦病毒被加入到传感器通道上，传感器电流就会发生变化。
实验结果表明，随着sars-cov-2抗原的加入，传感器的电流等电子特性发生了明显的变化，因此证实了该传感器的有效性。然而，狂犬病病毒和中东呼吸综合征病毒的加入并没有改变传感器的读数，从而进一步证明了该传感器对sars-cov-2抗原检测的特异性。
图5 sars-cov-2人中和抗体修饰的传感器在加入狂犬病病毒和中东呼吸综合征病毒前后的电子输运透射谱
总体而言，该研究的新颖之处在于研究了修饰金属纳米颗粒（即银和铜）对所设计的还原氧化石墨烯场效应晶体管生物传感器传感性能的增强效果。结果证实，银等金属纳米颗粒的加入增强了检测信号（电流变化）。其背后的原理在于，首先，金属纳米颗粒的加入可以通过增加通道的表面积来提高场效应晶体管的灵敏度，这可以导致更高的电子密度，并改善电荷转移；其次，除了增加表面积外，金属纳米颗粒还可以通过局部表面等离子体共振（lsprs）现象增强场效应晶体管的灵敏度。
然而，这种生物传感器的制造过程还将面临一些挑战，因为它可能是一个耗时和复杂的过程。此外，选择合适的分子前体来控制石墨烯纳米带结构并不是一件容易的事情。同时，还原氧化石墨烯的统一化量产一直是一个挑战，因为氧官能团会随机分布在石墨烯表面，所以每个还原氧化石墨烯样品都具有独特的电子结构。最后，真实病毒样品的使用可能会影响生物传感器的灵敏度，因为它可能会引起许多非特异性相互作用。总之，这项工作提出了一种高效、快速、经济有效和精确的病毒检测替代方案，因而将有希望助力于sars-cov-2全球大流行的防控。
Sunlord绕线磁珠—WHZ1005F/1608F系列介绍
物联产品系统地设计的简单说明
微软已完成Windows Mobile 6.5开发
以太网分组路由技术加速视频转换带宽升级
全球薄膜电容巨头大盘点（三个顶尖梯队著名薄膜电容生产厂家）
一种用于检测SARS-CoV-2的还原氧化石墨烯场效应晶体管生物传感器
韩国政府明年将在5G领域投入920亿韩元来推动5G市场建设
浅析动力电池系统国内外发展趋势
报警主机的特点分类及应用发展趋势
kofax过渡到基于云的安全打印管理软件
跑步运动耳机哪个好一些，推荐几款专业运动跑步耳机
中移动TD-LTE终端集采现结果 高通再次折桂
SAW滤波器WLP封装中腔体抗模压塌陷研究
赛普拉斯推出全新TrueTouch Gen4X触摸屏控制器，针对大尺寸屏幕
Altium Designer走差分线出现网格是什么原因？
特斯拉再撞车起火_特斯拉车祸再致命细节分析_特斯拉model s值得买吗
5G标准饱受争议:三大阵营专利互相渗透
桥梁结构健康监测系统中GPRS的应用
利用机器视觉检测技术来对产品尺寸进行检测
中国芯 | 7nm Plus制程工艺 麒麟985于台积电成功试产
据麦姆斯咨询报道，鉴于此，阿联酋大学（united arab emirates university）的研究人员设计了一种用于检测sars-cov-2的还原氧化石墨烯（rgo）场效应晶体管生物传感器。该研究的主要目的是有选择性地快速检测sars-cov-2刺突蛋白抗原。相关研究成果近期以“the design of a point of care fet biosensor to detect and screen covid-19”为题，发表于scientific reports期刊。
该场效应晶体管生物传感器由还原氧化石墨烯通道、一对金电极和通道下方的栅极组成。还原氧化石墨烯通道使用sars-cov-2刺突蛋白抗体进行功能化以实现对sars-cov-2刺突蛋白抗原的选择性检测，并使用铜和银等金属纳米颗粒（mnps）来增强该传感器的生物传感性能。
图1 由源极、漏极、通道和通道下方栅极组成的还原氧化石墨烯场效应晶体管生物传感器（rgo-fet）示意图
相关研究结果显示，该还原氧化石墨烯场效应晶体管生物传感器成功检测了sars-cov-2刺突蛋白抗原，并在检测过程中表现出独特的电学行为。此外，研究人员采用半经验建模方法结合非平衡格林函数研究了目标分子加入前后还原氧化石墨烯场效应晶体管生物传感器的电子输运特性。
图2 在偏置电压（vbias）分别为0.0 v（a）、0.1 v（b）、0.2 v（c）和0.3 v（d）时，裸（无抗体和金属纳米颗粒修饰）传感器、与病毒结合的传感器以及与病毒结合并经过金属纳米颗粒修饰的传感器的电子输运透射谱
图3 裸传感器（无抗体和金属纳米颗粒修饰）、与病毒结合的传感器以及与病毒结合并经过金属纳米颗粒修饰的传感器在栅极电压（vg）= 1v时的ids-vds曲线
图4 由于目标分子（sars-cov-2刺突抗原）的加入，引起的传感器电流变化
为了验证该传感器的特异性，研究人员选用狂犬病病毒（rabies）和中东呼吸综合征病毒（mers）进行了实验。理论上，通过提出的还原氧化石墨烯场效应晶体管生物传感器检测sars-cov-2病毒应该是快速和实时的，因为一旦病毒被加入到传感器通道上，传感器电流就会发生变化。
实验结果表明，随着sars-cov-2抗原的加入，传感器的电流等电子特性发生了明显的变化，因此证实了该传感器的有效性。然而，狂犬病病毒和中东呼吸综合征病毒的加入并没有改变传感器的读数，从而进一步证明了该传感器对sars-cov-2抗原检测的特异性。
图5 sars-cov-2人中和抗体修饰的传感器在加入狂犬病病毒和中东呼吸综合征病毒前后的电子输运透射谱
总体而言，该研究的新颖之处在于研究了修饰金属纳米颗粒（即银和铜）对所设计的还原氧化石墨烯场效应晶体管生物传感器传感性能的增强效果。结果证实，银等金属纳米颗粒的加入增强了检测信号（电流变化）。其背后的原理在于，首先，金属纳米颗粒的加入可以通过增加通道的表面积来提高场效应晶体管的灵敏度，这可以导致更高的电子密度，并改善电荷转移；其次，除了增加表面积外，金属纳米颗粒还可以通过局部表面等离子体共振（lsprs）现象增强场效应晶体管的灵敏度。
然而，这种生物传感器的制造过程还将面临一些挑战，因为它可能是一个耗时和复杂的过程。此外，选择合适的分子前体来控制石墨烯纳米带结构并不是一件容易的事情。同时，还原氧化石墨烯的统一化量产一直是一个挑战，因为氧官能团会随机分布在石墨烯表面，所以每个还原氧化石墨烯样品都具有独特的电子结构。最后，真实病毒样品的使用可能会影响生物传感器的灵敏度，因为它可能会引起许多非特异性相互作用。总之，这项工作提出了一种高效、快速、经济有效和精确的病毒检测替代方案，因而将有希望助力于sars-cov-2全球大流行的防控。
Sunlord绕线磁珠—WHZ1005F/1608F系列介绍
物联产品系统地设计的简单说明
微软已完成Windows Mobile 6.5开发
以太网分组路由技术加速视频转换带宽升级
全球薄膜电容巨头大盘点（三个顶尖梯队著名薄膜电容生产厂家）
一种用于检测SARS-CoV-2的还原氧化石墨烯场效应晶体管生物传感器
韩国政府明年将在5G领域投入920亿韩元来推动5G市场建设
浅析动力电池系统国内外发展趋势
报警主机的特点分类及应用发展趋势
kofax过渡到基于云的安全打印管理软件
跑步运动耳机哪个好一些，推荐几款专业运动跑步耳机
中移动TD-LTE终端集采现结果 高通再次折桂
SAW滤波器WLP封装中腔体抗模压塌陷研究
赛普拉斯推出全新TrueTouch Gen4X触摸屏控制器，针对大尺寸屏幕
Altium Designer走差分线出现网格是什么原因？
特斯拉再撞车起火_特斯拉车祸再致命细节分析_特斯拉model s值得买吗
5G标准饱受争议:三大阵营专利互相渗透
桥梁结构健康监测系统中GPRS的应用
利用机器视觉检测技术来对产品尺寸进行检测
中国芯 | 7nm Plus制程工艺 麒麟985于台积电成功试产