低功耗、高灵敏度：OECT开启生物电子传感新时代
2025年02月28日 17:48 发布者：eechina
美国莱斯大学的研究团队开发了一种利用有机电化学晶体管（OECT）显著提升酶和微生物燃料电池灵敏度的新方法，为生物电子传感领域带来突破性进展。相关研究发表在《Device》期刊上。该方法将电信号放大1000至7000倍，并大幅提高信噪比，为下一代高灵敏度、低功耗生物传感器在健康和环境监测中的应用铺平道路。传统生物传感器依赖目标生物分子与传感器的直接相互作用，但在不兼容的电解质环境中可能受限。新方法通过将OECT与燃料电池电子耦合，避免了这一问题。研究团队将OECT与两种生物燃料电池（酶燃料电池和微生物燃料电池）集成，发现OECT能显著放大信号并降低背景噪声，使测量更加精确。
这项技术最有前途的应用之一是亚砷酸盐检测，这是水安全的关键需求。该团队设计了具有亚砷酸盐反应的细胞外电子转移途径的大肠杆菌，使它们能够检测浓度低至每升0.1微摩尔的亚砷酸盐的存在，并从OECT放大信号中获得清晰，可测量的响应。
除了环境应用之外，该系统还可以彻底改变可穿戴式健康监测，其中节能和高灵敏度的生物传感器需求量很大。例如，利用微生物燃料电池成功地证明了汗液中乳酸的感知，这是肌肉疲劳的一个指标。
研究团队认为，这一方法将改变生物电子传感的设计思路，为医疗诊断和环境监测等领域提供简单、高效且可扩展的解决方案。
《每日科学》网站（www.sciencedaily.com）