石墨烯简化了生物传感技术的研究

石墨烯是生物传感应用的优良材料。多年来，石墨烯设备的成熟度稳步提高，现已达到市场上可以买到现成石墨烯组件的阶段，使生物传感成为初创企业和研究团体的触手可及。

石墨烯具有多种特性，使其有利于用于生物传感。材料本身的 2D 性质提供了内在优势，因为整个材料体积都充当传感表面。此外，石墨烯具有出色的机械强度、生物相容性、导热性和导电性、致密性和潜在的低成本。

石墨烯场效应晶体管 (GFET) 是这种材料生物传感应用的主导技术。GFET 依赖于成熟的载流子密度在分析物存在的情况下发生变化的技术。由于存在被检测到的物质，石墨烯中载流子密度的变化被记录为通过石墨烯晶体管的电压或电流的变化。这种传感原理可用于检测气体、液体或固体材料，例如生物材料。

GFET 是现代电子产品中普遍存在的经典硅场效应晶体管的改进版。在传统晶体管中，硅充当薄导电通道，其电导率可以通过施加的电压进行调整。GFET 以类似的方式运行，只是硅被石墨烯取代，石墨烯产生更薄因此更敏感的沟道区域。在传感模式下，通道电导率在分析物存在的情况下会受到干扰。由于广泛的电化学潜力和功能化能力，GFET 为生物分子提供了一种有吸引力的附着装置，并且由于石墨烯的极薄和极端的表面积与体积比，即使是最小浓度的附着分子，电性能也很敏感。

因此，石墨烯生物传感器满足了任何传感技术的关键需求，例如特异性、可重复性、稳定性、灵敏度和线性度。

氧化石墨烯 (GO) 在生物传感方面也有很大的应用潜力。例如，柏林弗劳恩霍夫研究所的科学家们修改了他们的 GO 传感器以测试 COVID-19 抗体。在此之前，同一位研究人员表明，一滴血或唾液就足以在短短 15 分钟内准确可靠地检测出是否感染了其他疾病。疾病检测由一个传感器执行，该传感器由放置在两个电极之间的一片 GO 组成，用与特定生物标志物结合的分子功能化。氧化石墨烯在生物传感方面有着悠久的应用历史，包括抗体检测、实时呼吸检测、农药筛选、DNA 传感、HS 病毒检测等。

Graphenea 设计了一系列基于 GFET 的设备，使我们的客户更容易进行传感。GFET-S产品系列包含近十几种不同的设计，针对客户可能拥有的不同应用。这些产品通常包含一个微芯片，上面有许多设备，准备好进行并行传感操作。不同产品中的器件具有不同的特性和几何形状，例如霍尔棒、2 探针 GFET 通道、封装金属垫以避免在使用液体时退化、3 探针、用于单独控制芯片上每个石墨烯器件的超薄背栅，和不同的渠道维度。该产品系列面向希望从事基于石墨烯的传感并希望他们可以定制的现成工作石墨烯设备的研究人员。例如，我们的客户已使用 GFET-S20 检测白细胞介素 6，这是一种越来越多地用作炎症指标的生物标志物，作为从哮喘到癌症等一系列疾病的早期预警信号。这些设备还被用作可靠、便携、快速的 COVID-19 检测器。基于 GFET-S20 的生物传感器被证明优于传统的 ELISA 和最先进的 Simoa 生物传感器，已被证明简单、快速，具有超低检测限 (LOD)。

通过引入来自 Graphenea Foundry 的其他产品，GFET 在生物传感中的使用变得更加简单。例如，MGFET 产品系列是 GFET 系列的升级版，由连接到芯片载体的微芯片（裸片）上的 GFET 器件组成，所有触点均采用引线键合。因此，客户只需将 MGFET 插入测量板上的插座即可立即开始工作。

如果客户需要，他们可以获得 Graphenea 卡，它将 MGFET 设备连接到用于信号读出的电气设备。该卡包含 6 个 BNC 连接器和一系列开关，允许外部访问石墨烯设备上的每个触点。

对于基于石墨烯的生物传感的近乎交钥匙的解决方案，客户可以求助于 Graphenea Cartridge S2X。墨盒与 Graphenea 卡一样，将 GFET (S20) 设备连接到读出电子设备，但它还包括一个带有储层的惰性外壳，客户可以在其中直接执行生物传感。

与其他商用解决方案相比，GFET 生物传感器具有优于其他商用解决方案的优势、高度的传感多功能性以及与 Graphenea 的集成解决方案相结合时的易用性，GFET 生物传感器正在满足许多研究人员的需求，并提高每个人对生物传感研究的可及性。

摘自《The Graphene Council》网站