项目背景

我们正在开发一个能够快速，即在5分钟内，检测广泛的潜在目标（病毒、毒素、蛋白质等）的传感器平台。最近，我们已经成功地使用场效应晶体管功能化的适配体来检测与SARS-Cov-2相关的尖峰蛋白，并且在检测血管内皮生长因子（VEGF）方面也取得了类似的结果。 使用适配体是一种新的方法，它使目标分子比传统的基于抗体的传感器更接近传感器。这种接近提供了更高的灵敏度，而适配体则具有与抗体类似的选择性。 长期目标是开发一系列适合家庭/社区使用的快速诊断测试，用于检测单一目标，以及开发能够同时筛选多个目标的更全面的分析工具。 到目前为止，我们已经使用多种不同的方法实现了基于适配体的传感器，包括：电学方法（硅、氧化锌和纳米线晶体管）、光学方法（通过微环形谐振器和基于荧光的技术），以及使用电化学方法（阻抗光谱学）。使用广泛的方法使我们能够更好地理解适配体-目标的相互作用，并为每个所需的目标获得最佳方法。

简      介

最近大量所谓芯片实验室的生物传感器被证明可以用与检测多种目标蛋白质和分子（包括病毒、毒素）。虽然这些传感器已经在一系列平台（电、光等）上实现，但它们通常通过使用抗体将目标蛋白连接到传感器来工作。这些装置中的选择性是使用抗体产生的，而灵敏度可以通过改变活性区的尺寸来提高。 目前，基于抗体的生物传感器的一个主要限制是抗体的大小，这与它们要检测的蛋白质/分子的大小相似。这导致正在研究的物理参数发生相对较小的变化。 我们的研究希望采用适配体而非抗体，适配体由短DNA、RNA或肽链组成。利用它们的形态和电荷分布，适配体能够非常特异地与单个蛋白质结合。由于它们比抗体小得多，结果是通过适配体结合的蛋白质将在信号水平上产生更大的变化。

技术优势

在生物传感中使用适配体而非传统抗体的关键优势之一在于适配体体积小得多。这意味着可以在生理相关液体中使用该系统，并能获得更好的灵敏度。此外，适配体相比抗体价格显著降低且更加稳定，这意味着对终端传感器来说更低的成本与更长的使用期限。 通过研究一系列传感技术（电、光、电化学）我们将能够优化传感器来完成各种既定应用。这种方式也将使我们有可能将多种检测策略集成在同一个设备上，从而提升检测性能（比如提供的阳性/阴性结果错误率更低）。

应用场景

一般来说，可以推断，只要能够发现与所需靶点有特异性结合的适配体，基于适配体的传感器就是可行的。我们目前预见到的这些传感器的两项潜在市场是： 1、家庭/社区环境中个人使用的低成本、快速传感。针对某个靶点使用单一传感器，无需受过训练的医护人员（与目前免疫层析诊断/怀孕检测方式相似） 2、医疗诊断：通过开发多路传感器阵列，每个传感器配针对不同靶点的不同适配体 大量的可能情况，可以从单一样本（血液、唾液、尿液等）中同时检测疾病情况。尽管这种方式会更加复杂和昂贵，很可能需要一些医学/技术知识，但由于能够同时筛查多种疾病，该方式仍会极大改进当前的医疗诊断。

合作方式：

技术合作——我们正在寻找能够协助推进此项工作的潜在合作者。我们感兴趣的领域包括：（1）适体发现技术（能够检测到更多目标蛋白质/分子）；（2）终端用户，即能够参与测试、反馈与讨论的医疗机构；（3）半导体材料生长/开发：以便于其他可能材料（即石墨烯、GaO、聚合物等）来作为传感晶体管/谐振器进行检测

技术商业化（在中国）——我们也有兴趣与工商业合作伙伴交流从样机阶段推进到下一个商业化阶段。