组成图示
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传感器类型
场效应晶体管(FET)生物传感器
检测对象
血小板衍生生长因子（PDGF，含PDGF-BB、PDGF-AB、PDGF-AA）；样品基质：1 mM PBS（pH 7）或1 mM NaCl缓冲液
检测原理
5′-羧基化PDGF-B链适配体通过酰胺键共价固定于部分胺化金刚石表面。PDGF在pH 7下带正电，与适配体结合后改变表面通道附近的净电荷。金刚石SGFET的p型表面空穴积累层直接暴露于电解质，溶液侧双电层电容（Cdl）与固体侧表面电容（Ci）串联构成等效栅绝缘。PDGF结合导致表面负电荷减少/正电荷增加，改变空穴浓度，使静态Ids–Vgs特性发生门电位偏移；正电荷PDGF结合引起负向偏移。SDS再生可解离PDGF，使电位恢复。由于无厚绝缘层且结合位点位于Debye长度内，表面电荷变化能高效调制通道电流，实现无标记电位型检测。结合PDGF量增加理论上会引起更大偏移，但原文未给出定量浓度响应。
检测灵敏度
原文未报告LOD、线性范围、灵敏度斜率或相关系数。原文报告：PDGF结合后在Ids=-50 μA处负向偏移31.7 mV；SDS再生后正向偏移32.3 mV；100–1 nM浓度变化未观察到偏移。
效应效果
器件在PDGF结合与SDS再生四个循环中可重复产生27–32 mV门电位偏移，表明可再生和稳定。对PDGF异构体具有选择性：PDGF-BB产生最大偏移，PDGF-AB相对PDGF-BB偏移25 mV，PDGF-AA偏移较小，说明可区分异构体；重复测量显示非特异结合最小。金刚石SGFET在宽电位窗口（>3.0 V）内稳定工作，无需厚绝缘层，表面通道直接暴露于电解液，结合位点位于Debye长度内，有利于无标记电位检测。作者认为该平台无需光源、光学系统或高压电源，适合蛋白和小分子检测，但原文未报告实际样品回收率、RSD或与ELISA/HPLC/qPCR的对比。
传感器的构成
- 基底/换能器：p型氢终止多晶金刚石（p-type H-terminated polycrystalline diamond），形成表面空穴积累层并作为FET通道
- 表面功能化层：部分胺化金刚石表面（amine-terminated diamond, NH3+），提供正电荷位点并共价固定适配体
- 识别元件：5′-羧基化PDGF-B链适配体（PDGF-B aptamer），特异性结合PDGF
- 源漏电极：150 nm金（Au）源漏电极，形成漏源电流
- 门电极：Ag/AgCl参考电极，作为溶液门电极读取表面电位变化
- 电解质：1 mM PBS（pH 7）或1 mM NaCl缓冲液，形成双电层并允许离子响应
- 再生剂：十二烷基硫酸钠（SDS）溶液，解离PDGF实现传感器再生
- 信号读出：静态Ids–Vgs特性中的门电位偏移（potentiometric shift），反映PDGF结合
中文摘要
本文首次报道利用固定在金刚石表面的适配体，通过溶液门场效应晶体管（SGFET）检测血小板衍生生长因子（PDGF）。将5′羧基化PDGF-B链适配体共价固定于部分胺化、导电p型氢终止金刚石表面通道，无需厚绝缘层，表面通道直接暴露于电解质。引入PDGF后，在漏源电流-50 μA处观察到门电位负向偏移31.7 mV；经SDS再生后正向偏移32.3 mV，静态特性恢复至初始值。金刚石SGFET在大于3.0 V的宽电位窗口内稳定工作，表面通道无需钝化绝缘层，适配体直接暴露于电解液，提高灵敏度。器件在反复使用和再生后仍保持对生物降解的耐久性，显示用于PDGF检测的潜力。
英文摘要
The detection of platelet-derived growth factor (PDGF) via a solution-gate field-effect transistor (SGFET) has been demonstrated for the first time using aptamers immobilized on a diamond surface. Upon introduction of PDGF to the immobilized aptamer, a shift of 31.7 mV in the negative direction is observed at a source-drain current of -50 μA. A shift of 32.3 mV in the positive direction is detected after regeneration by SDS solution, indicating that the static measurement returns to its original value. These SGFETs operate stably within the large potential window of diamond (>3.0 V), and hence the surface channel does not need passivating with a thick insulating layer. Thereof, the immobilized aptamer channels have been exposed directly to the electrolyte solution without a gate insulator. Immobilization is achieved via aptamers covalently bonding to amine sites, thereby increasing the sensitivity of the biosensors. Diamond SGFETs have potential for the detection of PDGF and show durability against biological degradation after repeated usage and regeneration.