Two-dimensional material-based virus detection.
低成本、快速且准确的病毒检测技术在减少病毒传播中发挥关键作用。及时准确的检测有助于及时治疗与隔离感染者，从而降低大规模传播风险。然而，传统病毒检测方法常存在响应慢、成本高或流程复杂等问题。近年来，二维材料因其比表面积大、可与生物分子发生活性表面相互作用且易于表面功能化，成为高性能化学与生物物质检测的有前景传感平台。此外，二维材料具有...
2D Material-Based Optical Biosensor: Status and Prospect.
二维材料与光学生物传感器的结合近年来成为研究热点。石墨烯、过渡金属二硫化物、黑磷、MXene及其他二维材料（金属氧化物和简并半导体）具有独特光学性质，在不同生物分子检测中发挥独特作用。通过二维材料修饰，光学生物传感器具有传统传感器（如电学传感）不具备的优势，灵敏度和检测限显著提高。本文综述了基于不同二维材料的光学生物传感器。首先详细...
Modeling of High-Performance SPR Refractive Index Sensor Employing Novel 2D Materials for Detection of Malaria Pathogens.
本文提出一种新型表面等离子共振（SPR）生物传感器设计，用于疟疾不同感染阶段的即时检测。该结构由CaF2棱镜、TiO2粘附层、Ag/Au金属层、PtSe2中间层、二维材料（石墨烯/MoS2/WS2）及传感介质组成。采用传输矩阵法（TMM）在优化各层厚度与层数后计算角反射率，并用相位探测技术验证共振角位置；同时利用COMSOL Mul...
Advancements in 2D Materials Based Biosensors for Oxidative Stress Biomarkers.
活性氧（ROS）生成与清除失衡会引发氧化应激，因此需要探索氧化应激生物标志物的作用。传统检测方法存在局限，促使研究者寻找替代方案。生物传感器在痕量分析物检测中具有高特异性、高选择性和快速响应等优势，纳米材料基质是构建生物传感器的常用选择。石墨烯、过渡金属二硫化物和多种金属氧化物等二维材料已被用于不同氧化应激分析物的生物传感。这些材料...
Infrared Polaritonic Biosensors Based on Two-Dimensional Materials.
近年来，二维材料中的极化激元因其强光场限制、可通过栅压调节载流子浓度以及低损耗吸收带来长极化激元寿命等特性，受到广泛关注并取得显著进展。石墨烯及相关二维材料还具有生物相容性好、无标记检测、可通过分子振动指纹实现生物分子化学识别等优势，可作为未来极化激元生物传感器的理想平台。基于二维材料极化激元的极端空间光场限制有望支持阿托摩尔浓度甚...
Two-Dimensional-Material-Based Field-Effect Transistor Biosensor for Detecting COVID-19 Virus (SARS-CoV-2).
新冠疫情等快速传播的传染病迫切需要能够及时检测和识别病原体的有效生物传感器。基于半导体二维（2D）材料的场效应晶体管（2D-FET）因原子级薄通道中任何扰动都会显著影响其电子输运性质，被认为是快速无标记传感的潜在候选。本文报道了基于半导体过渡金属二硫化物（TMDC）二硒化钨（WSe2）的 FET 作为体外快速、灵敏检测 SARS-C...
Al-Doped MoSe
基于纳米传感器的呼气分析是早期肺癌诊断的一种可行且快速的方法。本文采用密度泛函理论（DFT）方法，提出铝掺杂二硒化钼（Al-MoSe2）单层作为检测肺癌三种典型呼气挥发性有机化合物（VOCs）——C3H4O、C3H6O 和 C5H8——的有前景生物传感器。单个 Al 原子掺杂于 MoSe2 表面的 Se 空位，作为电子供体增强纳米体...
Flexible and wearable electrochemical biosensors based on two-dimensional materials: Recent developments.
近年来，可穿戴传感器研究兴趣显著增长。在众多生物传感器中，电化学生物传感器因操作便捷、响应快速、便携且天然易于微型化，成为设计和制造柔性可穿戴传感器的理想平台。近年来已报道多种柔性可穿戴电化学生物传感器，用于侵入式/非侵入式及实时监测葡萄糖、乳酸、多巴胺、皮质醇和抗原等生物相关分子。为实现该目标，研究者探索了新型二维纳米材料及其杂化...
Aggregation-induced responses (AIR) of 2D-derived layered nanostructures enable emerging colorimetric and fluorescence sensors.
层状纳米结构（LNs）包括二维纳米片、纳米薄片和平面纳米点，具有高比表面积、独特光学性质和界面活性，可作为新型传感探针与平台。当刺激响应性聚集发生时，修饰后的LNs可形成可编程的形貌，并呈现可调控的光吸收与荧光特性。基于LNs聚集行为及其物理化学性质变化，已发展出一系列具有更高灵敏度、操作简便、多功能和抗干扰能力的新传感方法，可用于...
Non-Carbon 2D Materials-Based Field-Effect Transistor Biosensors: Recent Advances, Challenges, and Future Perspectives.
近年来，场效应晶体管（FET）因高灵敏度、实时检测、可扩展性和芯片集成潜力而成为生物传感器重要平台。非碳二维材料，如过渡金属二硫化物（TMDCs）、六方氮化硼（h-BN）、黑磷（BP）和金属氧化物，具有丰富可调的电子结构、高载流子迁移率、较大带隙或高开关比，在FET生物传感器中展现巨大潜力。本文综述非碳二维材料的结构、制备方法、物化...
Enzyme-Free Glucose Biosensors Based on MoS
高性能葡萄糖生物传感器在医疗健康领域具有重要需求。葡萄糖是血糖监测的关键指标，无酶传感器可避免葡萄糖氧化酶成本高、稳定性差等问题。过去十年，石墨烯等二维材料因具有高比表面积、优异电学性能和良好生物相容性，成为生物传感器研究的主要方向。本综述总结了基于二硫化钼（MoS2）纳米复合材料的无酶葡萄糖生物传感器研究进展，介绍了两种不同的葡萄...
MXene Titanium Carbide-based Biosensor: Strong Dependence of Exfoliation Method on Performance.
过渡金属碳化物 MXene 可通过选择性刻蚀层状三元母体 MAX 相中的 A 层获得，其中 M 为早期 d 区过渡金属，A 为第 13 或 14 族主族元素，X 为碳或氮。MXene 具有超大比表面积和优异电导率，是传感与能源应用的理想候选材料。本文证明，经 HF 刻蚀并用 TBAOH 剥离得到的原始 Ti3C2 MXene 可作为...
Recent development and prospects of surface modification and biomedical applications of MXenes.
MXene 是一类新型二维材料，2011 年由 Gogotsi 等首次发现。由于其化学组成多样、比表面积大、电子/机械/理化性能优异，MXene 在储能与转换、环境治理、催化和生物医学等领域受到广泛关注。尽管近年已取得诸多进展，但系统总结 MXene 表面修饰、生物医学应用及毒性的综述仍较缺乏。本文综述了 MXene 表面修饰策略及...
Sensitivity Enhancement of a Surface Plasmon Resonance Sensor with Platinum Diselenide.
二硫化铂（PtSe2）是具有类似石墨烯和磷烯结构的二维过渡金属二硫化物，因其可调带隙、强光电响应、低毒性和化学稳定性而受到关注。本文基于 Kretschmann 衰减全反射构型，采用传输矩阵法模拟了引入 PtSe2 层的表面等离子共振（SPR）生化传感器。该结构由 BK7 耦合棱镜、50 nm Ag 或 Au 金属膜以及覆盖在金属表...
Chemical Sensors Based on Two-Dimensional (2D) Materials for Selective Detection of Ions and Molecules in Liquid.
迄今为止，二维材料因其独特的结构、化学和电子性质，在液体中检测离子和分子的传感应用中受到积极研究。二维材料具有高比表面积和多种反应位点等特征，是制备高性能化学传感器的理想特性。本综述特别关注液体介质中pH、金属离子和生物分子的检测。离子/分子传感器的最终目标是开发可用于医疗、食品、生物技术和健康应用的电子舌或味觉传感器。本文介绍了基...
2D Materials in Development of Electrochemical Point-of-Care Cancer Screening Devices.
有效癌症治疗依赖早期检测与进展监测。即时检测（POC）可提供便携、低成本、无需专业技能的筛查工具。电化学方法因成本低、灵敏度高、可多路检测且易微型化，在癌症生物标志物临床分析中潜力突出。本文综述二维（2D）材料基电化学生物传感器/传感器作为下一代POC癌症筛查工具的最新进展，重点讨论蛋白质、核酸和小分子三类癌症标志物。文章介绍石墨烯...
Expanding the interlayers of molybdenum disulfide toward the highly sensitive sensing of hydrogen peroxide.
二维过渡金属二硫化物（TMDs）的可膨胀层间结构可用于调控其理化性质并拓展应用。本文采用一步水热法，以过量硫脲（S/Mo=12.0）制备层间扩展二硫化钼（IE-MoS2）纳米花，将其作为过氧化氢（H2O2）的敏感电化学生物传感器，避免了传统剥离类策略的复杂操作。所得IE-MoS2的层间距为9.40 Å，并呈现金属电子构型，因而具有良...
Electrical Property of Graphene and Its Application to Electrochemical Biosensing.
石墨烯是由 sp2 杂化碳原子构成的单原子层二维蜂窝状碳晶格，其衍生物因独特理化性质在生物医学领域受到广泛关注。石墨烯具有高比表面积、优异电导率、良好生物相容性和易于表面功能化等优点，在石墨烯基生物电子器件，尤其是用于生物标志物分析的电化学生物传感器中展现出巨大潜力。本综述选择性回顾了石墨烯及其衍生物合成方法的最新进展，包括机械剥离...
Sensitivity Enhancement of a Surface Plasmon Resonance with Tin Selenide (SnSe) Allotropes.
单层硒化锡（SnSe）具有与石墨烯和磷烯类似的层状结构，并表现出优异的光电性能，是二维材料家族中备受关注的新成员。本文采用传输矩阵法，研究了基于三种单层SnSe同素异形体的表面等离子共振（SPR）生化传感器。该传感器采用Kretschmann衰减全反射构型，以BK7玻璃为耦合棱镜，Ag膜为金属换能层，并在Ag表面分别引入α-SnSe...
Recent Progress in Solid-State Nanopores.
固态纳米孔因可在单分子水平高灵敏检测核酸和蛋白质，被视为下一代DNA测序工具和单分子生物传感器平台。与蛋白纳米孔相比，固态纳米孔具有可加工性好、器件稳健、孔径尺寸灵活可调等优势，但空间和时间分辨率仍不足以直接用于DNA测序。本文首先总结固态纳米孔的基本原理，重点阐述电阻脉冲传感机制：在跨膜偏压下，带电生物分子逐个通过纳米孔并部分阻断...