生物傳感器與生物芯片（Biosensors & Biochips）

由于常規的生物學分析方法面臨諸多局限和不足，如成本高昂、操作復雜、檢測通量低、檢測限和靈敏度不足等，無法滿足許多領域中生物檢測分析的需要。隨著納米技術、微納加工技術、電子信息技術的快速發展，一些新型生物學檢測技術如生物傳感器和生物芯片等應運而生并日益發展壯大。它們將生物分子的特異性識別與傳感技術有機地結合起來，具有快速、簡便、敏感、特異等優勢，成為最具潛力的生物檢測分析技術。基于蓬勃發展的納米技術和納米材料，開展新型生化傳感器與生物芯片相關應用基礎研究，開發相關技術和原型器件，以期推動其在醫學診斷、食品安全檢測、環境檢測、新藥開發等領域的應用。

1). 小分子傳感器/免疫傳感器

以實際應用為導向，以降低成本、提高靈敏度和特異性為目標，通過設計合成生物相容性好、導電性和催化性能佳的納米功能材料，致力于研發基于直接電化學的第三代超靈敏葡萄糖傳感器、新型小分子（一氧化氮、乳酸、多巴胺等）傳感器、新型免疫傳感器。

2). 微陣列生物（DNA、蛋白質、細胞）芯片

通過引入納米材料和/或高分子多聚物刷，不僅可以增強蛋白質探針的固定量，同時可放大檢測信號，從而使生物芯片的檢測靈敏度得到極大地提高。在這些基礎上，通過設計合成新型納米材料和改造納米材料的結構與性能進一步提高芯片的靈敏度和可靠性，用于重大疾病的早期診斷、食品檢測以及新藥開發。

目前西南大學某科研組在無標記生物芯片方面已經進行了許多卓有成效的工作，已通過化學手段調控固體表面修飾層的分子結構和三維幾何結構，并與表面等離子共振成像技術相結合，成功構建出高靈敏的蛋白質微陣列芯片，第一次實現了在血清中同時進行多種腫瘤標志物的非標記檢測。西南大學某科研組將設計開發新型芯片結構，合成新型納米材料進行信號放大，進一步提高該類芯片的檢測性能。

3). 微流控生物芯片

利用篩網印刷技術成功印制微結構和微電極，可批量制備微流控芯片，并實現了多通道電化學免疫分析。利用納米材料修飾微電極或放大檢測信號，進一步提高芯片的靈敏度、穩定性和選擇性，開發高通量微流控芯片。

數字微流控芯片是近年來發展起來的一個新的熱點。目前，西南大學某科研組已成功構建了技術平臺，可以同時對多個微滴進行操控，實現液滴的捕獲、釋放、移動、融合等，并用于免疫分析。我們將結合數字微流控技術和生物傳感技術，構建數字微流控生物化學分析系統，以實現對低劑量生物樣品的準確、快速、大信息量的檢測。

4). 單細胞分析

利用納米尺度光纖，致力于開發體積小、時空分辨率高、響應時間短的納米光纖生物傳感器用于單細胞檢測，目前已成功探測單個癌細胞中的標記物，端粒酶的過表達，并實現對單個癌細胞分泌的時空映射。我們擬進一步發展納米光纖生物傳感器以實現在單個活體細胞中動態、多維和多分子同步分析。西南大學某科研組該項研究處于國際領先水平，研究成果已申請國際專利，并有多篇學術論文發表在分析類國際著名刊物。

（文章來源：重慶市西南大學潔凈能源與先進材料研究院， 轉載僅為傳遞有用信息，版權歸原作者所有，如侵犯權益，請聯系刪除）