近日，韓國科學技術研究院(Researchers at the Korea Institute of Science and Technology，簡稱：KIST)的一支研究團隊成功開發了一種生物傳感器源技術，該項技術通過使用電信號提高場效應晶體管(FET)的靈敏度來提高生物傳感器的靈敏度。

據KIST介紹，盡管基于FET的分子檢測技術可檢測病毒、蛋白質和DNA等各種分子，但隨著探測器溶液中離子和電荷濃度的增加，可檢測的分子區域變薄，因此該技術很難實現商業化。

研究人員試圖通過各種方法來提升分子檢測能力，例如將血液等測試溶液稀釋100,000多倍。然而，到目前為止，還沒有任何明顯效果。為了解決這個問題，KIST研究團隊研究并借鑒了人體細胞膜的特性。

“人體細胞膜不僅可調節細胞內外離子的濃度，還能抑制高濃度離子侵入細胞。”該KIST研究人員表示，“所以，我們注意到了人體細胞膜的此類特性，并將其應用于提高生物傳感器靈敏度。”

該研究團隊將細胞膜的特性應用于現有的基于FET分子檢測的芯片表面，經過反復實驗，證實了即使在不需要額外預處理的高濃度離子溶液中，仍可進行分子檢測。

這項被稱為“Lipid-FET”的新技術檢測待檢分子，比現有傳感器更靈敏，且無需對待測試溶液進行處理——不用像過去那樣將其稀釋100,000多倍。KIST研究人員表示：“該技術在迄今為止全球報道的基于FET的分子檢測技術中表現出最佳性能。”

這項研究成果更值得關注的點是，該技術是一種可以診斷癡呆蛋白等多種疾病的平臺技術，適用于醫療、保健、環境等領域的生物傳感器。

該項研究工作由KIST腦科學研究中心(Brain Science Research Center)的Yoo Yong-sang博士和傳感器系統研究中心(Sensor System Research Center)的Kim Chul-ki博士領導完成。高麗大學化學工程與生物技術系(Department of Chemical Engineering and Biotechnology)的Ahn Dong-joon教授也參與其中。

Yoo博士說道：“各領域的研究人員通過融合研究，開發出的細胞膜-FET分子檢測技術，可以幫助研究人員直接應用于利用電流信號檢測分子的任何系統。”

Kim博士還表示：“我們正在研究將該技術應用于多種研究領域，不僅可以更快速、更準確地診斷癡呆癥、帕金森癥和糖尿病等因細胞膜吸附導致蛋白質變性的疾病，并可檢測包括新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)在內的少部分傳染性病毒。”

該項研究成果發表在《自然-通訊》(Nature Communications)期刊上。