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  復旦大學彭慧勝/孫雪梅團隊及其合作者提出了一種柔性可植入的纖維狀有機電化學晶體管，能夠?qū)崿F(xiàn)生物體內(nèi)化學物質(zhì)微量變化的穩(wěn)定檢測。一維的纖維結(jié)構(gòu)便于植入大腦深部組織，實時記錄神經(jīng)遞質(zhì)等化學物質(zhì)的動態(tài)變化過程，且表現(xiàn)出良好的生物相容性和穩(wěn)定性。

  生物體內(nèi)化學物質(zhì)的動態(tài)平衡對于維持生理活動和生理功能具有重要意義。化學物質(zhì)濃度的異常波動通常與疾病之間具有密切聯(lián)系，因此監(jiān)控體內(nèi)化學物質(zhì)的濃度變化，可以幫助了解機體功能、輔助疾病治療。然而，這些化學物質(zhì)往往分布于深部組織之中，且濃度低、變化快。經(jīng)典的微透析聯(lián)用高效液相色譜法具有高靈敏度，但其時間分辨率（分鐘量級）較低，難以匹配生物體內(nèi)化學物質(zhì)秒級乃至毫秒級的快速變化。電化學傳感器因其高時間分辨率、操作便捷性和結(jié)構(gòu)多樣性，在檢測領域得到廣泛應用。

  有機電化學晶體管作為一種新型電子器件，因其原位放大和傳感特性而備受關注。目前報道的有機電化學晶體管多為薄膜狀或平面織物結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)體外或體表化學物質(zhì)的高靈敏度檢測。然而，對于有機電化學晶體管，體內(nèi)深部組織化學物質(zhì)的長期穩(wěn)定檢測仍是一個亟待解決的難題。

  最近，復旦大學彭慧勝/孫雪梅團隊及其合作者基于碳納米管纖維，通過層層物理、化學修飾以及一體化結(jié)構(gòu)設計，制備得到了柔性可植入纖維狀有機電化學晶體管（圖1）。具體來講，通過特異性修飾碳納米管纖維柵極，分別實現(xiàn)了對于過氧化氫、葡萄糖、多巴胺和谷氨酸等的檢測，展現(xiàn)出較高的靈敏度和穩(wěn)定性。此外，將纖維器件植入小鼠腦部，通過免疫熒光染色未發(fā)現(xiàn)明顯的炎癥反應，體現(xiàn)出器件良好的生物相容性；最后，通過將能夠檢測多巴胺的器件植入小鼠腦部，實現(xiàn)了對于多巴胺的7天穩(wěn)定檢測，為生物檢測領域的發(fā)展提供了新思路和新方法。

圖1 纖維狀有機電化學晶體管的結(jié)構(gòu)、過氧化氫的檢測和免疫熒光表征

  該研究結(jié)果近日在線發(fā)表于SCIENCE CHINA Chemistry。詳見: Xiaoying Wu, Jianyou Feng, Jue Deng, Zhichang Cui, Liyuan Wang, Songlin Xie, Chuanrui Chen, Chengqiang Tang, Zhengqi Han, Hongbo Yu, Xuemei Sun, Huisheng Peng. Fiber-shaped organic electrochemical transistor for biochemical detections with high sensitivity and stability. Sci. China Chem., 2020,DOI: 10.1007/s11426-020-9779-1.

  原文鏈接：http://engine.scichina.com/publisher/scp/journal/SCC/doi/10.1007/s11426-020-9779-1?slug=fulltext