《Analytical Chemistry》丨福建省现代分离分析科学与技术实验室杨伟强课题组在场效应晶体管生物传感器方面研究取得新进展
近日，福建省现代分离分析科学与技术实验室杨伟强副教授课题组构建了一种 DNA构象变化协同增强的石墨烯场效应晶体管生物传感器，用于口腔唾液中脲酶活性的高灵敏检测。相关成果以An i‑Motif Conformational Transition Synergizing with pH‑Responsive Reduced Graphene Oxide Field‑Effect Transistor for Urease Activity Sensing为题，发表在分析化学领域国际权威期刊《Analytical Chemistry》上。
口腔唾液中的脲酶活性与龋齿、牙周炎等口腔疾病密切相关，是评估口腔健康风险的重要生物标志物。但唾液基质组分复杂、靶标酶丰度低。课题组将质子响应的C4‑DNA与还原氧化石墨烯场效应晶体管耦合，构建 C4‑rGO‑FET生物传感器。利用脲酶催化尿素水解引发局部 pH 升高，驱动 C4‑DNA 发生质子介导的 i‑Motif 折叠构象转变，进而引发沟道界面电荷的改变，通过监测狄拉克点VCNP偏移实现脲酶活性的无标记检测。经C4‑DNA修饰的 rGO‑FET 展现出显著提升的pH 响应灵敏度（51.57 mV/pH），这是C4‑DNA在i‑Motif的构象转换中引入了大量的H+正电荷，落于有效的德拜屏蔽作用范围内，提升了沟道层电子-空穴载流子的诱导响应。该传感器具有良好的重复性、稳定性，可实现酶促反应过程的实时动态监测。
福建省现代分离分析科学与技术实验室24级研究生居欢为论文第一作者，杨伟强副教授为通讯作者，闽南师范大学为第一完成单位。该研究得到国家自然科学基金、福建省自然科学基金等项目的资助。
论文链接： https://doi.org/10.1021/acs.analchem.6c02836
