硅纳米线场效应晶体管生物传感器克服德拜屏蔽效应的研究进展

硅纳米线场效应晶体管(silicon nanowire field-effect transistor,SiNW-FET)生物传感器具有灵敏度高、特异性强、免标记、实时响应的检测能力而被广泛地研究和应用,如离子、核酸、蛋白质、病毒、糖类等目标生物分子以及细胞的活体信号检测。但是,SiNW-FET生物传感器受到德拜屏蔽效应的影响,高离子强度溶液中目标生物分子的检测灵敏度会大大降低甚至不能检测,从而极大限制了SiNW-FET生物传感器的应用。克服德拜屏蔽效应的主要原理是将待测溶液中的目标生物分子控制在德拜长度范围内,通过增加德拜长度和缩短待测溶液中目标分子与SiNW-FET生物传感器表面的距离可以有效地克服德拜屏蔽效应。其中增加德拜长度的方法包括稀释法、去盐法、蛋白质纯化法、渗透聚合物层法。缩短待测溶液中目标分子与SiNW-FET表面距离的方法包括将抗体碎片化、适配体替代抗体以及选用新型修饰分子法等。本文综述了SiNW-FET生物传感器的工作原理、存在的具体挑战以及克服高离子强度溶液中德拜屏蔽效应的方法,并展望了SiNW-FET生物传感器的发展趋势。