基于石墨烯场效应晶体管（GFET）的电气生物传感器在快速且高灵敏度地检测多种生物分子方面展现出巨大潜力。它们具备生物相容性、易于功能化且可大规模生产，并可集成到便携式设备中进行现场诊断。
近期，英国伦敦帝国学院Sami Ramadan 联合浙江大学徐李舟研究员/北京协和医院Yin Tianyi团队综述了基于GFET的生物传感器在液体活检中检测疾病生物标志物的潜力，详细探讨了GFET从实验室研究向临床应用转化的过程，包括其在生物标志物检测中的多功能性和在复杂生理条件下的性能提升策略。
本文要点：
（1）文章讨论了GFET生物传感器的表面功能化策略，包括共价和非共价功能化方法。共价功能化通过化学键合实现高稳定性和特异性，但可能影响石墨烯的电学性能；非共价功能化则通过π−π堆叠等相互作用实现，能够保留石墨烯的电子特性。文章还强调了功能化过程中对生物受体分子定向固定的重要性，以提高传感器的灵敏度和选择性。
（2）在临床液体活检中，GFET生物传感器面临灵敏度、选择性和稳定性等挑战。文章提出了多种策略来克服这些挑战，包括表面纳米结构化、离子通透层的使用、定制化生物受体分子设计以及高频操作等。这些方法旨在提高GFET在高离子强度溶液中的检测能力，减少非特异性结合，并改善信号放大效果。
（3）本文展望了GFET生物传感器的未来发展，强调了从实验室研究向临床应用转化的重要性。未来的研究需要进一步优化GFET的制造工艺、提高设备的集成度和便携性，并通过大规模临床试验验证其性能。文章还指出，机器学习和人工智能技术的结合将有助于提高GFET生物传感器的检测精度和效率，推动其在即时诊断中的广泛应用。
参考资料：
Engineering Graphene Field-Effect Transistor Biosensors for Disease Biomarkers Detection in Liquid Biopsy
https://doi.org/10.1021/acsnano.5c18891
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