病毒快速检测和分析：探究基于石墨烯场效应的晶体管生物传感器的应用
导读：
2019年12月起，人们发现一种叫做SARS-CoV-2的新型冠状病毒会引发严重的呼吸系统疾病[1-2]。世界卫生组织于2020年3月13日宣布，全球处于新冠病毒大流行状态，并敦促国际各界学者开展大规模诊断测试研究，以遏制该疾病的快速传播 [3]。
面对新冠病毒大流行的形势，我们亟需一种快速可靠、经济方便的检测方法来打破传播链，而生物传感器的使用，已经逐渐成为有可能实现这一目的解决方案。近年来，纳米材料的引入显著提高了生物传感器的性能，石墨烯材料的加入也将其检测能力再次提高到了绝佳水平。
（图片来自英文原文作者）
图1：生物传感器系统示意图
本文由来自美国新泽西理工学院化学和环境科学系的Chaudhery Mustansar Hussain及其研究小组，发表于Elsevier旗下期刊Carbon Trends上。作者指出，近年来，基于石墨烯场效应的晶体管型生物传感器已成功应用于SARS-CoV-2的快速检测，这激发了科学界对石墨烯场效应下的晶体管进行研究的强烈兴趣。
研究指出，在SARS-CoV-2的早期检测中，基于石墨烯场效应的小型晶体管型生物传感器，需要具有高性价比和可重复使用的特性，并且应该具有较高的灵敏度和选择性，进而满足对病毒作出可靠诊断的需求。
图2：SARS-CoV-2即时检测方案设计
虽然生物传感器已经成为检测各种病毒的一种有力选择，但其应用仍然存在一定缺陷。石墨烯作为一种纳米材料，保证其合成参数一致非常困难。任一参数发生变化，传感器的响应特性就可能产生改变。此外，样品制备是保证检测可信度的关键步骤，这一过程也是一直困扰科学家的难题。
总体来说，不少证据表明石墨烯是一种非常好的材料，即使目前的技术应用存在一定阻碍，研究学者也能够在未来克服相关问题。目前看来，使用石墨烯材料制作场效应下的晶体管型生物传感器，是当前最佳的生物传感技术应用方案。
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本文摘自Elsevier旗下期刊
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Carbon Trends
Carbon Trends是一本经过同行评审的开放获取国际期刊，为学者提供了一个在碳材料科学领域进行研究进展交流的学术平台。本刊的收稿范围是所有与碳元素相关的最新进展，包括传统的块状碳到低维碳基结构的相关研究。Carbon Trends的核心内容，是探究在碳元素关键作用下，与材料系统特性相关的最新和重要研究成果。
本刊考虑的主题包括材料的形成、结构、性能、行为和应用的相关研究，鼓励提交碳相关的化学和物理等任何方面的相关应用研究，例如 catalysis, coatings, electronics, sensors, energy storage, environmental science, medicine, information technology, nuclear materials, structural materials, and quantum materials等领域的应用成果。期待相关领域学者的订阅和投稿！
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[1] David S Hui, et al., The continuing 2019-NCoV epidemic threat of novel coro- naviruses to global health — the latest 2019 novel coronavirus outbreak in Wuhan, China, Int. J. Infect. Dis. 91 (2020) 264–266 https://doi.org/10.1016/j. ijid.2020.01.009.
[2] Alexander E. Gorbalenya, et al., The species severe acute respiratory syndrome- related coronavirus : classifying 2019-NCoV and naming it SARS-CoV-2, Nat. Microbiol. 4 (2020) 2 https://doi.org/10.1038/s41564-020-0695-z.
[3] Catrin Sohrabi, et al., World Health Organization declares global emergency: a review of the 2019 novel coronavirus (COVID-19), Int. J. Surg. 76 (2020) 71–76 1 April https://doi.org/10.1016/j.ijsu.2020.02.034 .
英文原文作者:
Joydip Sengupta, Chaudhery Mustansar Hussain
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