俄罗斯团队开发出具有出色灵敏度的铜 - 氧化石墨烯生物传感器芯片

来自俄罗斯莫斯科物理科学与技术研究所（'MIPT'）的研究人员开发出了前所未有的灵敏度的生物传感器芯片，这种芯片基于铜与氧化石墨烯相结合而不是常规使用的金。除了使设备更便宜之外，这项创新将促进制造过程。

据报道，俄罗斯研究团队的生物传感芯片具有无与伦比的灵敏度，但其配置大多是标准配置，因此与现有的商业生物传感器兼容，例如Biacore，Reichert，BioNavis或BiOptix。

“我们的工程解决方案是朝着开发基于光子和电子技术的生物传感器迈出的重要一步，”南丹麦大学教授Valentyn Volkov说道，他也是MIPT纳米光学和等离子体实验室的负责人。“通过依靠标准制造技术并将铜与氧化石墨烯 - 一种具有巨大潜力的材料 - 相结合，我们实现了明显的高效率。这为生物传感器的发展开辟了新的途径。“

光电子学和光子学中最常用的材料是金，几乎所有商业生物传感器芯片都包含数十纳米厚的金膜。金是如此普遍存在的原因是它具有优异的光学性质并且在化学上非常稳定。但即使是黄金也不完美。首先，它是昂贵的 - 具体而言，高纯度金的成本是高纯度铜的25倍以上。此外，黄金与用于制造微电子的工业过程不相容，这严重限制了其在器件批量生产中的应用潜力。

与黄金不同，铜没有这些缺陷。它的光学特性与金的特性相当。铜用作微电子学中的电导体。然而，它遭受氧化或腐蚀，因此尚未用于生物芯片中。现在，MIPT研究人员通过用10纳米介电层覆盖金属来解决这个问题。除了防止氧化外，这还改变了芯片的光学特性，使其更加灵敏。

为了进一步完善其生物传感器设计，作者在铜和介电薄膜的顶部添加了氧化石墨烯层，实现了前所未有的灵敏度。

“众所周知，铜易受环境的腐蚀影响。我们已经证明，只有几十纳米厚的保护性介电膜不仅可以防止氧化：在某些情况下，它们可以提高生物传感器的灵敏度，“该论文的主要作者，GrapheneTek LLC的联合创始人兼首席执行官Yury Stebunov说。“我们认为纯粹的基础研究不是最终目的地。我们的解决方案将在今年年底之前提供给潜在客户。本研究中提出的技术可用于创建微型传感器和神经接口，这就是我们现在正在开展的工作。“