場效應晶體管生物傳感器用于細胞研究進展

周 瑩，張國軍，李玉桃

(湖北中醫藥大學檢驗學院，湖北武漢 430065)

1 引言

細胞是生命的起源，是生命體結構與生命活動的基本單元。而細胞間信息與信號傳導是實現生命活動的基礎。信號通路的傳導異常會導致多種系統疾病，因此監測胞間信號分子的釋放，及細胞電生理的變化對闡明信號轉導通路，疾病的早期診斷與治療具有重要意義[1,2]。近年來，多種檢測手段及成像技術飛速發展，在細胞研究方面取得了極大的進展。如細胞膜片鉗技術[3]、微電極電化學檢測技術[4]等在檢測細胞電生理和細胞信號傳導方面發揮了重要作用。然而細胞膜片鉗技術雖然精度高，但需要經驗豐富的人員進行高精密的操作，難以實現高通量檢測。電化學微陣列傳感器雖然可以實現高通量檢測，但僅限于電活性物質，限制了其應用范圍。此外熒光技術[5]也用于胞內信號傳導示蹤，然而熒光染料的細胞毒性不可忽視，光漂白性也對長時間的觀察帶來阻礙。

近年來，基于場效應晶體管(FET)的生物傳感器因具有免標記、靈敏度高、特異性好、響應快速、易于集成等優勢引起眾多研究人員的關注。FET在細胞水平的應用可追溯于1991年，Fromherz等[6]將水蛭神經元置于柵介質上，使輸出的電流受動作電位的調節，成功檢測其細胞膜電位。如今，隨著科技的發展與研究人員的不斷努力，FET生物傳感器已經成為細胞分析領域重要的檢測工具。與傳統電化學傳感平臺相比，FET生物傳感器件不受電活性物質的限制，單純是靶標分子自帶電荷引起的傳感信號，可以做到免標記與實時檢測。……