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科学家们设计出了高灵敏生物传感器

研发家 | 2025-04-10

近日，大连理工大学刘波教授团队在生物医学传感器领域取得新进展，并在ACS应用材料&界面上公布了相关成果，为压电器件的远程磁驱动调节提供了可行的策略。

基于纳米材料的场效应晶体管是检测生物分子信号、细胞相互作用和生物系统组织反应的关键生物电子设备。这些纳米场效应晶体管的性能受到金属电极和半导体纳米材料界面特性的显著影响，需要精确控制。虽然压电效应是一种常见的调节方法，但在某些应用领域，特别是在内部环境中，压电效应面临着局限性。

在这项研究中，该团队结合压电纳米线场效应晶体管生物传感器的原理和磁性软机器人的灵活性，开发了一种新型的磁控压电气设备（MCPD）。通过磁场诱导的压电效应，可以远程、准确、稳定地调节金属-半导体界面的特性，从而提高其检测生物分子(如胆碱)的灵敏度，记录神经电脉冲。MCPD在施加不同强度和角度的磁场时，表现出平面和弯曲状态之间的可逆变化，磁场加载时间只有几秒钟。此外，MCPD的独特结构促使半侵入性神经电极在必要时只能与大脑皮层接触，从而提高生物相容性，降低侵入性。

这项研究提高了生物电子神经器件植入物的灵敏度和生物相容性，在体内诊断和治疗应用方面具有巨大潜力。

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