基于延长栅场效应晶体管致癌基因检测的无线传感生化分析方法研究

无线生化传感检测方法是新出现的国际前沿课题。利用半导体、微电子和计算机通信技术，本项目提出了一种新型的延长栅场效应晶体管（Extended-Gate Field Effect Transistor，EGFET）作为射频（Radio Frequency, RF）信号发生源的生化敏感器件，先在EGFET栅极的金属表面上进行物理/化学修饰，制备功能化纳米传感膜，组装具有活性基团的有机载体分子，链接活性酶蛋白、抗体、DNA质粒分子等，采用远距离无线接收技术探测其上键合的生物分子响应信号，用于致癌基因碱基序列、蛋白质和核酸受配体等生物分子的识别，构建出高灵敏度、高选择性、高稳定性的非标识型无线生化传感分析方法及其理论；通过选择合适载频，建立无线数据传输协议，设计优化信号处理电路、通信控制电路、RF通信电路等，研制生化分析微处理器芯片和无线通信电子传感芯片，从而构建具有人工智能的无线传感生化分析系统。

无线生物传感是当今世界生化传感领域乃至国家安全-反恐、生物战试剂的非常规与超灵敏检测中值得着重探索的重要研究方向。本项目利用半导体、微电子和计算机通信技术，提出了一种新型的延长栅场效应晶体管（EGFET）作为射频信号发生源的生化敏感器件，即将半导体硅和SiO2栅绝缘层上的金属栅极延伸一定距离（0.1—50mm），在延长的栅极表面磁控溅射一定厚度的金膜（20—200nm），形成延长栅场效应晶体管。结合不同形状的纳米材料物质，如球形、棒状的金、银、铂、金属氧化物纳米颗粒及不同材质纳米管，可制成不同类型化学/生物传感的纳米功能膜，键合相应的活性酶、抗体、DNA质粒分子等，采用远距离无线接收技术探测目标分子（如c-myc致癌基因）或离子（如Cu2+）的电子信号，获得影响人类健康的疾病如癌症肿瘤基因碱基序列与生物受配体等分子间相互作用机制的信息，构建出高灵敏地识别不同生物分子的电子传感分析方法。通过选择合适载频，建立无线数据传输协议，保证修饰敏感膜对不同生物分子特异性结合所引起射频信号变化的采集、识别，从而研制了生化分析电子传感芯片，构建出具有可行性和通用性的无线传感通信生化分析系统，在生命医学领域具有重要的研究意义，有潜在的应用前景。通过本项目的研究，共发表研究论文27篇，其中SCI收录20篇，EI收录14篇。申请专利9项，获得国家发明专利3项，实用新型专利4项。参加国际国内会议多次，特邀报告2次，口头报告4次。