量子电容受限的 MoS2 生物传感器实现远程无标记酶检测
定量方法
2019-08-08 v1 应用物理
摘要
我们展示了原子级薄、量子电容受限的场效应晶体管（FET），用作生物传感器时可在室温下以约 75 倍于 59 mV/pH 的能斯特值的灵敏度（4.4 V/pH）检测 pH 变化。该晶体管由单层 MoS2 制成，以室温离子液体（RTIL）替代传统氧化物栅介质，其本征噪声极低，从而在 10 Hz 下实现 92x10^-6 的 pH 检测限（LOD）。这一高性能源于器件结构，通过将栅极远程连接至 pH 传感元件使 FET 可重复使用而得以实现。由于 pH 测量在生物技术中至关重要，此处展示的低检测限将惠及从药物制造到临床诊断的众多应用。作为示例，我们在低于生理值 5 倍的浓度下实验量化了与阿尔茨海默病相关的酶 Cdk5 激酶的功能，并具有足够的时间分辨率，可在单次实验中同时估计稳态和动力学参数。测量的高灵敏度、低检测限和快速周转时间将使得在早期诊断工具和新型疗法的开发上，比目前可能的时间提前数年检测和诊治神经性疾病。
引用
@article{arxiv.1902.10234,
title = {Quantum Capacitance-Limited MoS2 Biosensors Enable Remote Label-Free Enzyme Measurements},
author = {Son T. Le and Nicholas B. Guros and Robert C. Bruce and Antonio Cardone and Niranjana D. Amin and Siyuan Zhang and Jeffery B. Klauda and Harish C. Pant and Curt A. Richter and Arvind Balijepalli},
journal= {arXiv preprint arXiv:1902.10234},
year = {2019}
}