甲状腺素（T4）是调节代谢、心血管和神经发育的关键激素，但临床定量仍依赖集中式免疫分析，限制快速或即时检测。本文报道一种基于硅纳米线场效应晶体管（SiNW-FET）的无标记生物传感平台，通过 3-三乙氧基硅基丙基琥珀酸酐（TESPSA）介导的硅烷化方法，将 T4 选择性 DNA 适配体定向固定于器件表面，实现简化的两步修饰。该传感器...
癌症患者治疗选择与优化亟需个体化。便携式即时检测电子生物传感器为精准肿瘤学决策提供突破性方案。本研究展示扩展栅极场效应晶体管（EG-FET）生物传感器用于体内监测免疫治疗药物的浓度与药代动力学，并通过小鼠正电子发射断层成像（PET）和放射性生物分布研究验证 EG-FET 测量。文中提出一种新型间接检测格式，用于适配型嵌合抗原受体 T...
基于离子敏感场效应晶体管（ISFET）与适配体结合的生物传感器，可为即时检测（POCT）提供快速、无标记检测多种生物标志物的便捷方案。本文报道了一种用于检测适配体–靶标相互作用的便携式 PC 控制 ISFET 读出装置。该装置支持对同一芯片中不同 ISFET 进行选择性寡核苷酸修饰，并采用 Ta2O5 栅 ISFET 结构以减小俘获...
尽管疫情中检测设施大幅增加，资源有限和偏远地区的检测可及性仍是主要障碍，这凸显了对高通量即时检测工具的需求。环介导等温扩增（LAMP）是一种有前景的等温核酸检测技术，但在病毒含量较低时仍需提高灵敏度。为此，本文提出一种结合 LAMP 的双模式石墨烯场效应晶体管（G-FET）生物传感器高灵敏检测方法。该传感器由玻璃基底上的透明石墨烯微...
2019冠状病毒病疫情凸显了快速、准确检测SARS-CoV-2的迫切需求。本研究开发了一种基于电解质栅氧化铟镓锌（IGZO）薄膜晶体管（EGTFT）的SARS-CoV-2 DNA生物传感器。通过氧等离子体活化、3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）自组装单分子层修饰以及探针DNA共价固定等顺序表面化学修饰，在IGZO沟道表面构建选择...
结核病（TB）是一种主要通过呼吸道传播的慢性传染病，发病率高。传统诊断方法耗时长且需要专业人员，使结核病的即时检测（POC）困难。本文开发了一种基于石墨烯的场效应晶体管（GFET）生物传感器，用于高灵敏度检测结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis, MTB）的 MPT64 蛋白，作为 TB 的 POC 检...
石墨烯场效应晶体管（FET）生物传感器因其在即时检测和精准检测中的潜力而受到关注。随着严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）传播，亟需快速、准确的检测与筛查工具。本文提出一种还原氧化石墨烯（rGO）FET生物传感器设计，用于现场选择性、快速检测SARS-CoV-2刺突蛋白抗原。该传感器由rGO通道、一对金电极和位于通道...
由严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引发的2019冠状病毒病（COVID-19）疫情对全球健康和社会活动构成重大威胁。快速、可重复、低成本且易操作的检测装置对于替代传统基于光学信号的聚合酶链反应（PCR）和免疫检测至关重要。半导体基电学生物传感器因信号读出小型化而具有吸引力。本研究旨在利用靶向病毒表面刺突蛋白的DN...
本文报道了一种用于生物标志物检测的新型光化学一步功能化技术路线，通过叠氮修饰的DNA适配体对石墨烯表面进行共价修饰。作者将该方法应用于N端B型利钠肽前体（NT-proBNP）心衰生物标志物的适配体固定化，构建基于液体栅极石墨烯场效应晶体管（GFET）的无标记生物传感器。在310 nm紫外光照射下，叠氮基团转化为高活性氮烯（nitre...
皮质醇失调与焦虑、抑郁、慢性疲劳及心血管并发症等多种病理状态相关，实时监测有助于压力与心理健康管理。可穿戴抗体生物传感器有望实现抗原的即时、无创检测，但皮质醇在真实生物流体中浓度低、离子强度高，使其电化学准确检测极具挑战。本文报道一种基于抗体涂层有机电化学晶体管（OECT）的无标记、快速皮质醇传感器。器件以柔性聚酰亚胺为基底，金栅极...
场效应晶体管（FET）生物传感器基于金属氧化物场效应晶体管，通过生物分子反应诱导的表面电荷变化实现门控。多数FET生物传感器在反应后难以重复使用，因此开发结构简单、成本低且可重复使用的生物传感器具有重要意义。然而，传统心肌肌钙蛋白I（cTnI）检测方法因灵敏度低、操作时间长和成本高而难以满足需求。本研究开发了一种基于扩展栅场效应晶体...
SARS-CoV-2 的全球快速传播对公共卫生提出严峻挑战，亟需快速、准确且可便携的即时诊断方法。本研究将逆转录环介导等温扩增（RT-LAMP）的核酸扩增能力与褶皱石墨烯场效应晶体管（cgFET）的高灵敏度终点电学检测相结合，开发了一种便携式 SARS-CoV-2 检测单元。该电学检测方法利用石墨烯通过非共价 π–π 作用吸附单链 ...
随着医疗可及性提高，疾病诊断正从中心实验室向即时检测（POC）和数字健康监测发展。液体活检可通过唾液、尿液或血液等生物流体实现频繁采样，有助于早期发现衰老相关疾病生物标志物。本文报道一种名为EV-chip的石墨烯场效应晶体管（gFET）生物传感器，用于通过外泌体（exosomes, EVs）表面特异性标志物CD63和CD151，对与...
乳酸是重要有机分子，在人体缺氧时经厌氧代谢过量产生，其浓度与出血、呼吸衰竭、缺血等医学状况相关。本文报道一种石墨烯基乳酸生物传感器，用于检测缓冲液和血浆中L-乳酸浓度。器件活性表面石墨烯通过乳酸脱氢酶（LDH）功能化，并采用Nafion、壳聚糖和戊二醛构建固定化基质，以保证酶稳定性并提高选择性。器件在不同液体中测试浓度范围内呈现线性...
2019冠状病毒病（COVID-19）由SARS-CoV-2引起，已迅速传播并造成严重全球大流行。由于目前缺乏特效药和疫苗，准确快速诊断是控制疫情的关键。本文开发了一种基于石墨烯场效应晶体管（G-FET）的便携式双功能电检测仪，可通过核酸杂交或抗原-抗体相互作用分别检测SARS-CoV-2 RNA和IgM/IgG抗体，在磷酸盐缓冲液...
本文报道了一种基于适配体功能化有机电化学晶体管（OECT）的无标记电化学生物传感器，用于检测兴奋性神经递质肾上腺素（epinephrine）。肾上腺素水平异常与 Takotsubo 心肌病、心肌梗死、心律失常等心血管疾病密切相关。该传感器将巯基化肾上腺素结合适配体通过硫醇-金键合固定于金栅电极表面，利用适配体对肾上腺素的高亲和选择性...
感染性疾病的及时、准确诊断是当前现代医学面临的重大挑战之一。开发创新技术，以便在即时检测点使用低成本、便携仪器快速、准确鉴定细菌病原体，至关重要。我们开发了一种新型全电子生物传感器，能够在10分钟内识别细菌。该技术利用细菌天然产生的蛋白毒素——细菌素作为选择性生物识别元件，将其与互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺中的钾离子选择性传...
针对即时检测（POC）应用，亟需稳健、超灵敏、小型、快速、低功耗和低成本的传感器。本文报道了一种基于互补金属氧化物半导体（CMOS）兼容硅纳米线隧穿场效应晶体管（SiNW-TFET）的新型生物传感器。该器件采用低成本各向异性自停止湿法刻蚀“自上而下”工艺制备。利用 TFET 固有的双极性特性，在 pH 和 CYFRA21-1 检测中...
定量即时检测（POC）设备是血清学疾病诊断的下一代方向。目前病原体血清学检测通常依赖中心实验室的酶联免疫吸附试验（ELISA），而更快的现场诊断可改善疾病管理与治疗决策。本研究以牛疱疹病毒1（BHV-1）为模型病原体，采用扩展栅场效应晶体管（FET）实现直接电位法血清学诊断。BHV-1是牛呼吸道疾病（BRD）的主要病毒，仅在美国每年...
即时检测（POCT）有助于患者诊断、治疗和监测，但仍需实现定量、准确检测。本文报道了一种基于纳米间隙嵌入场效应晶体管（FET）的芯片化 POCT 方法，用于检测人血清中真实的 C 反应蛋白（CRP），并将结果与酶联免疫吸附测定（ELISA）进行比较。该器件采用常规 CMOS 工艺制备，栅氧化层边缘的纳米间隙作为传感区；抗 CRP 抗...