近日，杭州電子科技大學(xué)副教授李杜娟通過引入高效能晶體管生物傳感器，在癌癥早期診斷以及術(shù)后監(jiān)控上取得新進(jìn)展。相關(guān)研究成果發(fā)表于《生物傳感器和生物電子（Biosensors and Bioelectronics）》。

生物傳感器是一類用于檢測特定分析物的分析設(shè)備，通常由生物識(shí)別元件、換能器和電子檢測器系統(tǒng)組成。晶體管生物傳感器將芯片應(yīng)用在生物傳感領(lǐng)域，進(jìn)行定量、定性分析。比如驗(yàn)孕棒、血糖儀是生物傳感器的應(yīng)用產(chǎn)品，其原理是尿液、血液等體液通過生物傳感將生物特性轉(zhuǎn)化為光、電信息獲得定量、定性鑒定。

腫瘤細(xì)胞破裂后進(jìn)入血液，腫瘤患者血液中就有了循環(huán)腫瘤DNA。作為特征性的腫瘤標(biāo)記物，循環(huán)腫瘤DNA在血液里出現(xiàn)的量極其少，想從大海中撈到這根“針”固然難，但由于其時(shí)效性強(qiáng)（能最快反映腫瘤細(xì)胞最新狀況），因而從監(jiān)測循環(huán)腫瘤DNA角度出發(fā)，反推腫瘤細(xì)胞狀況，成為醫(yī)療器械工程領(lǐng)域的重要研究方向。

據(jù)悉，硅納米線是一種新型的一維半導(dǎo)體納米材料，直徑一般在10納米左右，內(nèi)晶核是單晶硅。李杜娟的解決方案是，通過120余根硅納米線陣列提升了親水性，也就是血液一沾上芯片，就能瞬間平攤在上面，從而有效確保監(jiān)測靈敏度。同時(shí)，硅納米線陣列監(jiān)測循環(huán)腫瘤DNA有著較強(qiáng)選擇性，避免癌癥篩查“假陽性”誤診發(fā)生。

該方案是在杭州電子科技大學(xué)“智能微傳感器與微系統(tǒng)”教育部工程研究中心副教授劉超然的協(xié)助下完成的。劉超然介紹道：“百余根硅納米線陣列，等于是將一系列硅納米線‘像小學(xué)生排隊(duì)’，要確保‘排隊(duì)’均勻性，技術(shù)難度高，但對(duì)于提升芯片傳感監(jiān)測靈敏度至關(guān)重要。”

他打了一個(gè)比方：“120個(gè)人抬桌子，大家勁往一處使，使力均勻，就很輕松。我們的硅納米線陣列硅加工技術(shù)均勻性處理得好，確保了‘人多力量大’，從而提升了循環(huán)腫瘤DNA的監(jiān)測效率。”

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