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在面臨多種健康威脅的當今社會，對快速、可靠且易于使用的家庭診斷測試的需求尤為迫切。針對這一需求，一種能夠檢測空氣中微量病毒或細菌的微芯片應運而生。 美國紐約大學坦頓工程學院的一項新研究展示了這種微芯片的開發和大規模生產潛力。該芯片不僅可以從咳嗽或空氣樣本中識別多種疾病，還能顯著提高檢測效率。 這種創新技術依賴于場效應晶體管（field-effect transistors，FET）——一種微型電子傳感器，可以直接檢測生物標志物并將其轉化為數字信號。與傳統基于顏色變化的化學診斷方法（如家庭驗孕測試）相比，這種方法速度更快，可同時檢測多種疾病，并能即時將結果傳輸給醫療服務提供者。 近年來，FET生物傳感器的檢測能力取得了突破性進展，其檢測靈敏度已達到飛摩爾級別（千萬億分之一摩爾）。這一進展得益于納米線、氧化銦和石墨烯等納米材料的結合。然而，這類傳感器在同一芯片上同時檢測多種病原體或生物標志物時仍面臨巨大挑戰。現有的定制方法（如在FET表面滴鑄生物受體）缺乏滿足復雜診斷任務所需的精度和可擴展性。 熱掃描探針光刻技術（tSPL）是一項可能解決這些問題的突破性技術。該技術能夠對芯片表面的聚合物涂層進行精確化學圖案化，使單個FET能夠結合不同的生物受體（如抗體或適體），分辨率高達20納米。這與現代先進半導體芯片中晶體管的尺寸相當。通過這種方法，基于FET的傳感器可以在單個芯片上實現對多種病原體的高靈敏度檢測，極大拓寬了其應用前景。 這項研究已發表在《納米級皇家化學學會》（Royal Society of Chemistry in Nanoscale）雜志上。 《每日科學》網站（www.sciencedaily.com） |
