通过百根硅纳米线阵列提升肿瘤DNA监测灵

近日，杭州电子科技大学“智能微传感器与微系统”教育部工程研究中心李杜娟副教授，通过引入高效能晶体管生物传感器，在癌症早期诊断以及术后监控上取得重大进展。该项成果已发表在国外相关杂志上。

生物传感器是一类用于检测特定分析物的分析设备，通常由生物识别元件、换能器和电子检测器系统组成。晶体管生物传感器，则是将芯片应用在生物传感领域进行定量、定性分析。众所周知的是，验孕棒、血糖仪是生物传感器广为人知的应用。其原理是，尿液、血液等体液通过生物传感将生物特性转化为光、电信息获得定量、定性鉴定。这次李杜娟在“智能微传感器与微系统”教育部工程研究中心刘超然副教授协助下，成功引入百十余根硅纳米线阵列场效应管，大幅改善了晶体管生物传感器灵敏度，大大提升了监测循环肿瘤DNA的成功率。

硅纳米线是一种新型的一维半导体纳米材料，线体直径一般在10nm左右，内晶核是单晶硅。据刘超然介绍，百十余根硅纳米线阵列，等于是将一系列硅纳米线“像小学生一样排排队”，要确保“排队”均匀性技术难度极高，但对于提升芯片传感监测灵敏度是至关重要的。“就好比个人抬桌子，大家劲往一处使，使力均匀，就很轻松。我们的硅纳米线阵列硅加工技术，均匀性处理的好，确保了‘人多力量大’，从而提升了循环肿瘤DNA的监测效率。”

肿瘤细胞破裂后进入血液、脑脊液，这就意味着肿瘤患者血液中一般会出现循环肿瘤DNA。作为特征性的肿瘤标记物，循环肿瘤DNA在血液里出现，一般会极其少量，想找到它等于是大海捞针，但由于它时效性强（能最快反映肿瘤细胞最新状况），因而从监测循环肿瘤DNA角度出发反推肿瘤细胞状况，成为医疗器械工程领域重要方向。李杜娟的解决方案，通过根硅纳米线阵列，提升了亲水性，也就是血液一沾上芯片，就能瞬间平摊在上面，从而有效确保监测灵敏度。同时，硅纳米线阵列，监测循环肿瘤DNA有着极强选择性，避免为人熟知的癌症筛查“假阳性”误诊发生。

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