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石墨烯场效应晶体管检测霉菌毒素

2019-11-08 14:33:32 来源:

为生存空间而进行的斗争不仅涉及人和动物,而且还涉及模具。当霉菌(真菌)在恶劣的环境中受到污染时,会产生第二种代谢产物真菌毒素,以防止另一种真菌在同一物质上生长。一种霉菌毒素不会对动物和人产生影响,而另一些霉菌毒素可能会对健康造成严重影响。如今,对真菌毒素进行食品和饲料分析的常用方法是基于基于高效液相色谱法的复杂分析人员。

来自Biosense研究所(塞尔维亚),国家电子技术大学(俄罗斯)和德克萨斯大学奥斯汀分校(美国)的国际研究人员团队开发了一种基于石墨烯场效应晶体管(GFET)的现场快速霉菌毒素传感器。作者利用微技术制造方法生产能够在液体中工作的GFET,并通过将基于特定适体的生物识别元件共价结合到表面上来生物功能化。与霉菌毒素结合期间适体构型的变化导致对石墨烯通道中电荷携带的门控效应。

作者证明了在缓冲溶液和实际样品(加标葡萄酒)中曲毒素A(OTA)的检测速度很高。他们表现出对5分钟响应时间内OTA浓度低至4 pg / mL的高度敏感性。此外,作者还演示了通过在尿素溶液中洗涤可以再生传感器,从而可以多次使用。

这项研究为食品和饮料中多种霉菌毒素分析提供了基于多阵列芯片上石墨烯的传感器开发的第一步。开发适用于局部和选择性适体结合的微技术兼容技术可以为传感器提供大量用于特定成分分析的晶体管。此外,此类基于GFET的传感器可轻松集成到IoT和移动电话平台。研究表明,通过适当的石墨烯FET功能化,具有高灵敏度,快速响应和高浓度毒素动态范围的完全集成真菌毒素传感器是可行的。

研究人员在MDPI出版物《毒素》中进一步讨论了他们的技术。

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