2025年中國分析測試科學獎二等獎：高增益超靈敏有機光電化學晶體管生物傳感新方法構建及應用研究
完成單位：臺州學院、南京大學
完成人：陳逢灶、趙偉偉、韓得滿、高原
成果簡介：
創新點及科學價值：本成果針對傳統檢測方法存在的靈敏度、特異性不足等問題，開創性地構建了系列有機光電化學晶體管（OPECT）生物傳感新方法，并成功應用于核酸、蛋白、小分子、離子等痕量物質的高靈敏檢測及神經形態工程應用研究。主要內容和創新點包括：1）設計合成了多種高效光電響應性功能納米材料，構筑了系列光敏柵極門控的OPECT生物傳感器，解析了光電誘導器件轉移輸出特性、跨導、增益等關鍵參數對傳感器性能的影響，驗證并闡明了OPECT傳感新機制，建立了具有多數量級信號增益的高靈敏傳感新方法；2）設計合成了系列小分子探針，首創基于小分子探針協同門控的OPECT傳感新方法，豐富了特異性識別元件種類及傳感策略，有效提高了傳感器的抗干擾能力和靈敏度，拓展了傳感應用領域；3）開發了OPECT神經形態器件，實現了受生物分子調控和離子介導的長/短期突觸可塑性轉變及彩色圖像感知與記憶的模擬。相關研究已在Adv. Mater., Adv. Funct. Mater., Anal. Chem.等期刊上發表代表性論文10篇（ESI高被引1篇，總他引194次）取得重要國際影響力的創新性成果。其獨特的光電調控機制為高靈敏分析方法學、神經形態工程等領域的發展提供了新思路和有力的技術支撐。經鑒定，專家組一致認為：該項目成果創新特色鮮明，在提升傳感器檢測靈敏度、特異性方面取得了重要突破，在液態環境中類腦神經形態工程器件的開發方面取得創新性進展，整體技術方法達到國際領先水平。 社會經濟效益：本項目成功構建了系列高靈敏、高選擇性的OPECT生物傳感新方法，產生重要的國際學術影響力，為超高靈敏傳感新方法的開發提供了新思路。晉升高級職稱1人，培養博士、碩士研究生10余名，產學研融合，支持大學生創新創業，指導學生立項并結題浙江省大學生科技創新活動計劃（新苗人才）項目1項，獲得浙江省國際“互聯網+”大賽銅獎2項，社會效益顯著。
應用前景：該成果構建的高增益超靈敏OPECT生物傳感新方法，展現出廣闊的應用前景。在生物醫學檢測領域，該方法能實現對核酸、蛋白、小分子、離子等多種痕量標志物的超靈敏、高特異性檢測，為重大疾病的早期篩查、精準診斷以及實時生理監控提供了強有力的分析工具。在環境監測和食品安全領域，其高靈敏度和抗干擾能力有望用于快速檢測微量污染物和有害物質。尤為重要的是，其在神經形態工程方面的突破，成功模擬了突觸可塑性和圖像感知記憶功能，為開發受生物分子調控的類腦計算芯片、構建新型智能傳感-存儲-處理一體化系統，乃至推動下一代人工智能硬件發展開辟了新路徑。該技術產學研融合緊密，已培養多名專業人才，其持續發展將有望轉化為具有核心競爭力的高新技術產品，產生顯著的社會與經濟效益。
