生物傳感器能夠?qū)⒏鞣N生化反應(yīng)轉(zhuǎn)換成可測量的電學(xué)、光學(xué)等信號，屬于典型的多學(xué)科交叉領(lǐng)域。在生物傳感器研究中，器件設(shè)計與傳感策略一直成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，開發(fā)具有高靈敏度、時效性兼具可性的生物傳感器具有重要的科學(xué)價值和應(yīng)用前景。

中科院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所生物醫(yī)學(xué)部程國勝研究員課題組采用CMOS兼容“自上而下”加工工藝，以SOI（silicon-on-insulator）硅片為襯底，加工出尺寸可控的一維Si納米線場效應(yīng)管。在生物傳感器過程中，納米材料表面的功能化修飾是其中一項重要環(huán)節(jié)，該團(tuán)隊在前期工作中已探索了半導(dǎo)體納米材料的表面修飾基本方法（Langmuir 26, 4514–4522, 2010；Langmuir 27, 13220–13225, 2011）。在此基礎(chǔ)上，通過共價結(jié)合方法選擇性地在Si納米線表面修飾急性心肌梗死標(biāo)志物——心肌肌鈣蛋白I（cTnI）的單克隆抗體，制備了面向心肌梗死診斷的生物傳感器。測試結(jié)果表明，生物傳感器對cTnI的響應(yīng)時間小于2 min，其動態(tài)線性響應(yīng)范圍92 pg/mL～46 ng/mL，相關(guān)工作發(fā)表于Biosensors and Bioelectronics（34, 267-272, 2012）。

進(jìn)一步通過分析器件電流響應(yīng)中的低頻噪聲譜，發(fā)現(xiàn)當(dāng)器件工作于反型區(qū)時，相較于空氣中的響應(yīng)，液相環(huán)境下噪聲譜幅度的倒數(shù)受柵極電壓的調(diào)控作用更加明顯。基于此，研究人員以血清體系為研究對象，對比了傳統(tǒng)電流響應(yīng)與噪聲譜分析方法，在電流響應(yīng)無法區(qū)分待測cTnI蛋白的情況下，噪聲譜分析能夠?qū)崿F(xiàn)2個數(shù)量級的信號差別。

部分結(jié)果發(fā)表于Applied Physics Letters（101, 093704, 2012），為實現(xiàn)新型、高靈敏度生物傳感器的設(shè)計提供了思路。

上述研究工作得到了中科院“百人計劃”項目、國家自然科學(xué)基金、國家重大科學(xué)研究計劃（973項目）經(jīng)費(fèi)支持，同時得到了蘇州納米所納米加工平臺及分析測試平臺的。