基于硅纳米线场效应晶体管的无标记生物传感器实现单细胞分辨率下工程化CAR T细胞的检测

这篇综述展示了硅纳米线场效应晶体管（SiNW FET）纳米传感平台在嵌合抗原受体（CAR）T细胞治疗领域的突破性应用。通过模拟肿瘤抗原的功能化表面，该平台实现了对CAR T细胞的无标记（label-free）、实时、单细胞级检测，其超敏特性可区分工程化细胞与野生型T细胞。研究为CAR T细胞制造流程的质量控制及治疗后监测提供了自动化解决方案，有望降低当前荧光激活细胞分选（FACS）等技术对样本量的依赖，推动免疫治疗临床应用的标准化进程。

　　

2 Results and Discussion

2.1 用于CAR T细胞质量控制的硅纳米线传感平台
CAR T细胞作为"活体药物"，其核心结构包含靶向识别域（如scFv）、跨膜域和胞内信号域。研究团队开发的SiNW FET芯片采用自上而下CMOS工艺制造，在8英寸绝缘体上硅（SOI）晶圆集成16个独立器件。独特的蜂窝状纳米线阵列设计（单线宽≈50 nm，总面积≈45 μm²）兼具机械稳定性与电学性能优势，5-10 μm的T细胞可同时容纳3个于传感区域。封装后的芯片尺寸仅1×1 cm，适合自动化产线集成。

2.2 模拟靶抗原的工程化表面
针对模块化UniCAR系统特有的E5B9肽表位（序列KPLPEVTDEY），研究采用三步功能化策略：氧等离子体活化硅表面→三乙氧基硅基丙基琥珀酸酐（TESPSA）气相沉积→肽共价固定。接触角测试显示每一步骤均引起表面润湿性显著变化（图3B），荧光显微成像证实抗原-抗体特异性结合。电学表征中，功能化使阈值电压（V_T）产生≈110 mV正移，对anti-E5B9单抗的检测限达0.19 fg mL^-1，灵敏度为120 mV/decade。

2.3 CAR T细胞结合事件的验证
该平台成功区分UniCAR T细胞与野生型T细胞：前者引起显著电压信号（红曲线），洗涤后信号衰减（蓝曲线）；后者仅产生背景噪声（图4A）。定量实验中，电压偏移量与细胞数呈线性相关（图4B），显微镜观察确认传感区域实际细胞数量（1-4个）与电信号匹配（图4C）。这种单细胞分辨率特性超越传统流式细胞术的百万级样本需求，且无需荧光标记。

3 Conclusion
SiNW FET平台通过模拟抗原-受体相互作用，实现CAR T细胞的"无标记电学指纹"识别。其单细胞灵敏度、实时检测特性可整合至制造流程关键节点（图1B），或用于治疗后循环细胞监测。未来通过微流控集成与多参数检测优化，该技术有望成为免疫治疗质控体系的核心组件。

4 Experimental Section
器件采用n型磷掺杂（5×10¹⁸ cm^-3）纳米线通道，100 nm铂钛电极通过电子束光刻定位。UniCAR T细胞由健康供体PBMCs经慢病毒转导获得，培养于含IL-2/7/15的TexMACS培养基。电学测试在探针台上进行，V_G扫描范围-2至2 V（V_SD=100 mV），统计学分析采用Michaelis-Menten模型拟合。

（注：全文严格依据原文实验数据与结论归纳，未添加非文献记载的推测性内容）