抗生素因在抑制病原體生長方面的奇妙特性，對醫療健康和食品安全做出了顯著貢獻。然而，隨之而來的抗生素濫用問題造成了嚴重的環境污染。水體中抗生素含量因與人們的健康息息相關而備受關注，水環境中抗生素的精準檢測已成為重點研究領域。
目前，雖然有幾種生物分析檢測技術可以用來對抗生素進行分析，比如，液相色譜法、拉曼光譜法以及基于熒光、比色法、晶體管和電化學的生化傳感器檢測法，但這些方法在檢測限、靈敏度、便捷程度方面仍有提升空間。近年來，基于FET的生化傳感器表現出可靠、環保、高靈敏、便捷的特點，有望成為新一代傳感平臺。
近期，山東大學韓琳教授課題組報道了一種用于抗生素高靈敏檢測的超凈石墨烯場效應晶體管傳感平臺，并對標品、類實際樣本、渤海灣實際樣本進行檢測分析，探索了CRCT新型轉移工藝及適配體傳感模型，該項研究是與中國地質大學孫軍教授、中科院生態環境研究中心宋帥教授、中科院海洋所李才文教授合作完成，張宇和韓琳教授為論文的共同通訊作者，碩士研究生王順為論文的第一作者。
該研究使用超潔凈石墨烯和適配體開發了基于場效應晶體管（FET）的生物傳感器，用于超靈敏四環素檢測。通過設計的樟腦-松香清潔轉移（CRCT）方案制備高質量石墨烯，減少石墨烯表面缺陷。選取四環素特異性適配體，構建并表征了適配體功能化的抗生素生化傳感器。
對不同轉移方法構筑的生化傳感器進行傳感測試，探究潔凈石墨烯及適配體傳感系統對傳感靈敏度的增益機理。最后，通過檢測從渤海灣入口獲得的實際樣品中的抗生素，對CRCT-FET生物傳感器進行驗證。
圖1 石墨烯場效應晶體管生化傳感器的制備流程圖
圖2?四環素傳感機理圖
綜上所述，該研究開發了一種基于GFET的生物傳感器，使用CRCT超潔凈石墨烯和適配體，用于四環素的超靈敏檢測。通過設計CRCT新型轉移方法制備高質量石墨烯，通過適配體功能化構建具備生物選擇性的高性能生化傳感器。對標品、類實際樣本及實際樣本分別進行了傳感測試驗證，探究傳感工作機理及信號增強原因，為開發新一代高性能生化傳感平臺提供思路。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1021/acs.analchem.2c03732
審核編輯：劉清