血液检测能够反响出浩瀚生化指标正常与否，对人体康健有着重要意义，但常日须要采集大量的血液样品。个中以血液中重金属离子（HMIs）的检测为例，经典的原子接管（AAS）法检测至少须要血液样品2ml，且存在操作繁芜、本钱高昂、难以实现超痕量精确检测等寻衅性。因此，发展低本钱、易操作、高灵敏、高选择性的超灵敏芯片检测技能具有主要意义。
黄行九课题组设计了一种基于巯基（-SH）分子探针功能化的有序组装氧化锌纳米带（ZnO-NBs）薄膜沟道的液栅型场效应晶体管（FET）芯片。通过仿真仿照技能和干系理论，精确剖析了ZnO-NB薄膜的不同组装方向对器件性能的影响。结果表明，ZnO-NBs平行于沟道时的纳米器件比ZnO-NBs相对付沟道无序时或垂直于沟道时的纳米器件表现出精良的电学性能。同时，由于FET芯片的栅极电压勾引效应和巯基（-SH）特异性结合Hg2+的协同浸染，可导致该芯片双电层（EDL）电荷发生变革，从而实现了对待测物的超灵敏检测。
该芯片在水环境中检测Hg2+的最小可检测水平（MDL）达到100pM，且在滴加不同浓度的Hg2+离子时，具有快速的相应韶光（小于1秒）。进一步研究创造，FET芯片在检测一滴血的实际样品时对Hg2+表现出精良的相应和选择性，其低最小可检测水平MDL可达到10nM（远低于人体血液中许可存在的最大浓度）。此外，利用该方法构筑的FET传感器件有望与MEMS技能和Dip-pen技能（用于点阵润色）结合，从而构筑用于多通道剖析的高通量芯片，在实际样品的广泛检测事情中具有广阔的运用前景。
该事情得到国家自然科学基金重点项目、面上项目，中科院创新交叉团队项目，中科院百人操持项目，博士后创新人才支持操持，合肥研究院“十三五”方案重点支持项目，安徽省科技重大专项等的支持。
（a）液栅型FET芯片检测示意图；（b）实时检测不同浓度汞离子的电流相应增量，插图为低浓度检测时的放大图；（c）在滋扰离子存在时的汞离子实时检测相应图；（d）构筑的FET芯片光学照片及敏感区域的扫描电子显微镜图。
归一化电流密度的二维仿真仿照图和三种不同组装方向的电学性能比较图。（a, b）分别为ZnO-NBs垂直于沟道的仿真图和I-V曲线图；（c, d）分别为ZnO-NBs相对付沟道无序时的仿真图和I-V曲线图；（e, f）分别为ZnO-NBs平行于沟道的仿真图和I-V曲线图。I-V曲线图中的所有插图都对应于三种不同组装方向的扫描电镜图。器件沟道的长度为2.5μm，所有仿真仿照的漏极电压均为0.5 V。
来源：中国科学院合肥物质科学研究院
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