獲獎項目簡介
2025年中國分析測試科學(xué)獎二等獎：高增益超靈敏有機光電化學(xué)晶體管生物傳感新方法構(gòu)建及應(yīng)用研究
完成單位：臺州學(xué)院、南京大學(xué)
完成人：陳逢灶、趙偉偉、韓得滿、高原
成果簡介：
創(chuàng)新點及科學(xué)價值：本成果針對傳統(tǒng)檢測方法存在的靈敏度、特異性不足等問題，開創(chuàng)性地構(gòu)建了系列有機光電化學(xué)晶體管（OPECT）生物傳感新方法，并成功應(yīng)用于核酸、蛋白、小分子、離子等痕量物質(zhì)的高靈敏檢測及神經(jīng)形態(tài)工程應(yīng)用研究。主要內(nèi)容和創(chuàng)新點包括：1）設(shè)計合成了多種高效光電響應(yīng)性功能納米材料，構(gòu)筑了系列光敏柵極門控的OPECT生物傳感器，解析了光電誘導(dǎo)器件轉(zhuǎn)移輸出特性、跨導(dǎo)、增益等關(guān)鍵參數(shù)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(shù)量級信號增益的高靈敏傳感新方法；2）設(shè)計合成了系列小分子探針，首創(chuàng)基于小分子探針協(xié)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(yīng)用領(lǐng)域；3）開發(fā)了OPECT神經(jīng)形態(tài)器件，實現(xiàn)了受生物分子調(diào)控和離子介導(dǎo)的長/短期突觸可塑性轉(zhuǎn)變及彩色圖像感知與記憶的模擬。相關(guān)研究已在Adv. Mater., Adv. Funct. Mater., Anal. Chem.等期刊上發(fā)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(chuàng)新性成果。其獨特的光電調(diào)控機制為高靈敏分析方法學(xué)、神經(jīng)形態(tài)工程等領(lǐng)域的發(fā)展提供了新思路和有力的技術(shù)支撐。經(jīng)鑒定，專家組一致認(rèn)為：該項目成果創(chuàng)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(tài)環(huán)境中類腦神經(jīng)形態(tài)工程器件的開發(fā)方面取得創(chuàng)新性進展，整體技術(shù)方法達到國際領(lǐng)先水平。 社會經(jīng)濟效益：本項目成功構(gòu)建了系列高靈敏、高選擇性的OPECT生物傳感新方法，產(chǎn)生重要的國際學(xué)術(shù)影響力，為超高靈敏傳感新方法的開發(fā)提供了新思路。晉升高級職稱1人，培養(yǎng)博士、碩士研究生10余名，產(chǎn)學(xué)研融合，支持大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，指導(dǎo)學(xué)生立項并結(jié)題浙江省大學(xué)生科技創(chuàng)新活動計劃（新苗人才）項目1項，獲得浙江省國際“互聯(lián)網(wǎng)+”大賽銅獎2項，社會效益顯著。
應(yīng)用前景：該成果構(gòu)建的高增益超靈敏OPECT生物傳感新方法，展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。在生物醫(yī)學(xué)檢測領(lǐng)域，該方法能實現(xiàn)對核酸、蛋白、小分子、離子等多種痕量標(biāo)志物的超靈敏、高特異性檢測，為重大疾病的早期篩查、精準(zhǔn)診斷以及實時生理監(jiān)控提供了強有力的分析工具。在環(huán)境監(jiān)測和食品安全領(lǐng)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(zhì)。尤為重要的是，其在神經(jīng)形態(tài)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(fā)受生物分子調(diào)控的類腦計算芯片、構(gòu)建新型智能傳感-存儲-處理一體化系統(tǒng)，乃至推動下一代人工智能硬件發(fā)展開辟了新路徑。該技術(shù)產(chǎn)學(xué)研融合緊密，已培養(yǎng)多名專業(yè)人才，其持續(xù)發(fā)展將有望轉(zhuǎn)化為具有核心競爭力的高新技術(shù)產(chǎn)品，產(chǎn)生顯著的社會與經(jīng)濟效益。
