Beyond the Debye length in high ionic strength solution: direct protein detection with field-effect transistors (FETs) in human serum.
Beyond the Debye length in high ionic strength solution: direct protein detection with field-effect transistors (FETs) in human serum.
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DOI：
10.1038/s41598-017-05426-6
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发表时间：
2017-07-12
影响因子：
4.6
通讯作者：
Wang YL
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chu CH;Sarangadharan I;Regmi A;Chen YW;Hsu CP;Chang WH;Lee GY;Chyi JI;Chen CC;Shiesh SC;Lee GB;Wang YL
在这项研究中，一种新型的基于场效应晶体管（FET）的生物传感器被证明能够克服溶液中高离子强度引起的严重电荷屏蔽效应的问题，并在生理环境中检测蛋白质。抗体或适体固定的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）用于直接检测1X PBS（含1%BSA）或人血清中的蛋白质，包括HIV-1 RT、CEA、NT-proBNP和CRP。样品不需要任何稀释或洗涤过程来降低离子强度。该传感器具有很高的灵敏度，检测时间仅需5分钟。对传感器的设计、测量方法和传感器的工作机理进行了讨论和研究。根据实验结果提出了理论模型。这种传感器是有前途的护理点，家庭医疗保健，和移动的诊断设备。
In this study, a new type of field-effect transistor (FET)-based biosensor is demonstrated to be able to overcome the problem of severe charge-screening effect caused by high ionic strength in solution and detect proteins in physiological environment. Antibody or aptamer-immobilized AlGaN/GaN high electron mobility transistors (HEMTs) are used to directly detect proteins, including HIV-1 RT, CEA, NT-proBNP and CRP, in 1X PBS (with 1%BSA) or human sera. The samples do not need any dilution or washing process to reduce the ionic strength. The sensor shows high sensitivity and the detection takes only 5 minutes. The designs of the sensor, the methodology of the measurement, and the working mechanism of the sensor are discussed and investigated. A theoretical model is proposed based on the finding of the experiments. This sensor is promising for point-of-care, home healthcare, and mobile diagnostic device.
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