カーボンナノ材料系電界効果トランジスタを用いたバイオセンサー
Carbon nanomaterials field-effect-transistor-based biosensors
2012年8月17日 NPG Asia Materials 4, e8 (2012) doi:10.1038/am.2012.42
バイオセンサー：カーボンでセンシング
生物学的事象の検出は、病気診断や生体系の解析など、多くの生命科学分野への応用において非常に重要である。北京分子科学国家実験室および北京大学のSong LiuとXuefeng Guoはこのたび、カーボンナノ材料系電界効果トランジスタ（FET）のバイオセンシングへの応用について概説している。グラフェン系やカーボンナノチューブ系のFETを用いたバイオセンサーにはいくつかの長所があり、例えば、表面電荷やpH値などの環境パラメーターに敏感であることがそうだ。さらに、これらのナノ構造体は非常によい電荷伝導体であるため、外部変化に対する高速応答も可能になる。特に、トランジスタ構造を利用したセンサーは、表面で起こる生体反応がセンサーを通る電荷輸送に直接影響を及ぼすため、有用である。
信頼性についてはまだ課題が残っているものの、カーボンを利用したこのようなバイオセンサーについては、すでに単一分子レベルのタンパク質反応・検出が実証されており、実用化の可能性が明確に示されている。
Biosensors: Carbon does it
The detection of biological events is crucial in many life science applications such as disease diagnosis and the analysis of biological systems. Song Liu and Xuefeng Guo from the Beijing National Laboratory for Molecular Sciences and Peking University now review the use of field-effect transistors (FET) based on carbon nanomaterials for biosensing applications. Biosensors made from graphene or carbon nanotubes-based FETs have several advantages. They are very sensitive to environmental parameters such as surface charges or pH values. Furthermore, these nanostructures are very good charge conductors, allowing for a fast response to external changes. In particular sensors based on transistor geometries are of benefit, as biological reactions taking place at their surface directly influence the charge transport through the device. Although reliability remains an issue, such carbon-derived biosensors have already shown protein reactions and detection down to the single molecule level, clearly establishing their potential for practical applications.
