小型台式无掩膜光刻机助力开发新型晶体管实现新冠肺炎快速筛选

图1. 基于g-FET的Y形双探针生物传感器的制备和表征。

（a）Y形双探针生物传感器进行SARS-CoV-2核酸检测的流程图。

（b）选定的病毒序列和探针在检测SARS-CoV-2时所靶向的核酸。ORF1ab: 非结构多蛋白基因; S: 棘突糖蛋白基因; E: 包膜蛋白基因; M: 膜蛋白基因; N: 核衣壳蛋白基因。图中数字表示SARS-CoV-2 NC_045512在GenBank中基因组的位置。

（c）封装好的器件。图中的比例尺为1 cm。

（d）石墨烯通道的光学照片。

（e）在石墨烯上的Cy3共轭Y型双探针。图中的比例尺为250 μm。

图2. Y形双探针g-FET生物传感器进行SARS-CoV-2核酸测试的性能表现。

（a）SARS-CoV-2核酸样本准备流程。

（b）和（c）ΔIds/Ids0随着SARS-CoV-2 IVT-RNA增加的实时改变。

（d）ΔIds/Ids0随着SARS-CoV-2 IVT-RNA或cDNA浓度的变化曲线图。

（e）ΔIds/Ids0在检测到人类，SARS-CoV和SARS-CoV-2的cDNA和IVT-RNA时的反应。所有数据源自三个不同的传感器。

图3. Y形DNA探针和ss-DNA探针的g-FETs生物传感器的测试表现对比。

（a, b）在石墨烯上的ss-DNA探针和Y形DNA探针的AFM表征结果。

（c, d）分别为ss-DNA和Y形DNA探针在g-FETs生物传感器上的示意图。

（e）不同探针下ΔVDirac在SARS-CoV-2 cDNA浓度为0.03到500份/100μL的人工唾液中的变化。

（f）利用Y-A探针和Y形探针的传感器的ΔVDirac随着SARS-CoV-2 cDNA浓度的变化。

（g）sy-DNA浓度在1x10-15至1x10-12M的条件下，Y-A探针和A探针在0.01xPBS条件下的ΔVDirac变换。

（h）暴露在浓度为1μM下的目标DNA生物传感器的ΔVDirac变化。

所有数据源自三个不同的传感器。

图4. 测试临床SARS-CoV-2样本结果。

（a）在添加人体H1和临床P1的样本后ΔIds/Ids0随时间的变化曲线。插图中所示的是诊断P1所用的时间。

（b）ΔIds/Ids0在添加P1-P7和H1-H7后的变换。图中偏上的插图为P1-P7诊断时间的箱型图，图中偏下的插图为H1-H7的ΔIds/Ids0值。

（c）g-FET传感器中的的ΔIds/Ids0随着P1浓变化的实时反馈结果。

（d）五合一SARS-CoV-2核酸集体检测示意图。

（e）在添加阳性样本B1-B6和阴性样本A1-A6后，Y形双探针g-FETs生物传感器的ΔIds/Ids0事实变化结果。插图为在添加集体样本A6和B6后ΔIds/Ids0随时间的变换。

（f）Y形双探针g-FETs生物传感器的测试速度与其他检测SARS-CoV-2核酸方法速度的对比。