生物傳感器與生物芯片（Biosensors & Biochips）

由于常規(guī)的生物學(xué)分析方法面臨諸多局限和不足，如成本高昂、操作復(fù)雜、檢測通量低、檢測限和靈敏度不足等，無法滿足許多領(lǐng)域中生物檢測分析的需要。隨著納米技術(shù)、微納加工技術(shù)、電子信息技術(shù)的快速發(fā)展，一些新型生物學(xué)檢測技術(shù)如生物傳感器和生物芯片等應(yīng)運而生并日益發(fā)展壯大。它們將生物分子的特異性識別與傳感技術(shù)有機地結(jié)合起來，具有快速、簡便、敏感、特異等優(yōu)勢，成為最具潛力的生物檢測分析技術(shù)。基于蓬勃發(fā)展的納米技術(shù)和納米材料，開展新型生化傳感器與生物芯片相關(guān)應(yīng)用基礎(chǔ)研究，開發(fā)相關(guān)技術(shù)和原型器件，以期推動其在醫(yī)學(xué)診斷、食品安全檢測、環(huán)境檢測、新藥開發(fā)等領(lǐng)域的應(yīng)用。

1). 小分子傳感器/免疫傳感器

以實際應(yīng)用為導(dǎo)向，以降低成本、提高靈敏度和特異性為目標，通過設(shè)計合成生物相容性好、導(dǎo)電性和催化性能佳的納米功能材料，致力于研發(fā)基于直接電化學(xué)的第三代超靈敏葡萄糖傳感器、新型小分子（一氧化氮、乳酸、多巴胺等）傳感器、新型免疫傳感器。

2). 微陣列生物（DNA、蛋白質(zhì)、細胞）芯片

通過引入納米材料和/或高分子多聚物刷，不僅可以增強蛋白質(zhì)探針的固定量，同時可放大檢測信號，從而使生物芯片的檢測靈敏度得到極大地提高。在這些基礎(chǔ)上，通過設(shè)計合成新型納米材料和改造納米材料的結(jié)構(gòu)與性能進一步提高芯片的靈敏度和可靠性，用于重大疾病的早期診斷、食品檢測以及新藥開發(fā)。

目前西南大學(xué)某科研組在無標記生物芯片方面已經(jīng)進行了許多卓有成效的工作，已通過化學(xué)手段調(diào)控固體表面修飾層的分子結(jié)構(gòu)和三維幾何結(jié)構(gòu)，并與表面等離子共振成像技術(shù)相結(jié)合，成功構(gòu)建出高靈敏的蛋白質(zhì)微陣列芯片，第一次實現(xiàn)了在血清中同時進行多種腫瘤標志物的非標記檢測。西南大學(xué)某科研組將設(shè)計開發(fā)新型芯片結(jié)構(gòu)，合成新型納米材料進行信號放大，進一步提高該類芯片的檢測性能。

3). 微流控生物芯片

利用篩網(wǎng)印刷技術(shù)成功印制微結(jié)構(gòu)和微電極，可批量制備微流控芯片，并實現(xiàn)了多通道電化學(xué)免疫分析。利用納米材料修飾微電極或放大檢測信號，進一步提高芯片的靈敏度、穩(wěn)定性和選擇性，開發(fā)高通量微流控芯片。

數(shù)字微流控芯片是近年來發(fā)展起來的一個新的熱點。目前，西南大學(xué)某科研組已成功構(gòu)建了技術(shù)平臺，可以同時對多個微滴進行操控，實現(xiàn)液滴的捕獲、釋放、移動、融合等，并用于免疫分析。我們將結(jié)合數(shù)字微流控技術(shù)和生物傳感技術(shù)，構(gòu)建數(shù)字微流控生物化學(xué)分析系統(tǒng)，以實現(xiàn)對低劑量生物樣品的準確、快速、大信息量的檢測。

4). 單細胞分析

利用納米尺度光纖，致力于開發(fā)體積小、時空分辨率高、響應(yīng)時間短的納米光纖生物傳感器用于單細胞檢測，目前已成功探測單個癌細胞中的標記物，端粒酶的過表達，并實現(xiàn)對單個癌細胞分泌的時空映射。我們擬進一步發(fā)展納米光纖生物傳感器以實現(xiàn)在單個活體細胞中動態(tài)、多維和多分子同步分析。西南大學(xué)某科研組該項研究處于國際領(lǐng)先水平，研究成果已申請國際專利，并有多篇學(xué)術(shù)論文發(fā)表在分析類國際著名刊物。

（文章來源：重慶市西南大學(xué)潔凈能源與先進材料研究院， 轉(zhuǎn)載僅為傳遞有用信息，版權(quán)歸原作者所有，如侵犯權(quán)益，請聯(lián)系刪除）