利用生物传感器可靠、快速、高灵敏且高选择性地诊断疾病仍具挑战。新冠疫情暴发后，尽管疫苗已可用，仍迫切需要廉价、快速的体外芯片式传感器，用于疾病检测及疫苗开发中相应抗体的筛选。本文提出一种基于128°YX切型铌酸锂压电晶圆的超声导波传感器，将其设计为多线梳状结构并带有不同长度的悬臂梁，用于抗原-抗体检测。作为概念验证，该传感器经SAR...
压电氧化锌（ZnO）基复合材料可作为柔性、紧凑的传感器，用于心血管外科植入式生物医学系统。本文研究通过改变ZnO填料的形状、浓度和连通性来提升压电复合材料性能的渐进路线。作者采用化学浴沉积（CBD）法在水相中均匀合成ZnO微棒（MRs），并通过形貌分析、拉曼散射和阴极发光光谱确认其高结晶质量、沿极c轴取向以及中心存在氢相关浅施主缺陷...
2019冠状病毒病（COVID-19）作为典型气溶胶传播疾病，凸显了对空气传播病毒进行快速监测与检测的迫切需求。本文通过数值建模研究金属芯压电纤维/环氧基复合材料的动态机电响应，并将其设计为用于病毒检测的质量负载生物传感器。模型中，对中间压电纤维施加交流电场，使复合材料发生振动；同时采用集中载荷和分布载荷模拟生物标志物与病毒结合后引...
本文报道了一种用于流感 A 病毒快速、无标记检测的压电微机电传感方法。作者采用由压电薄膜制备的锆钛酸铅（PZT）圆盘作为换能器，圆盘半径 2 mm、厚度 100 μm，并激发其第一径向振动模态。圆盘表面修饰合成唾液酸糖聚合物受体层，该受体可特异性结合流感病毒表面的血凝素糖蛋白。将修饰后的 PZT 圆盘置于流动病毒悬液中，通过监测径向...
本研究开发了一种自供电植入式皮肤样血糖计，用于在体内实时检测血糖水平。器件基于葡萄糖氧化酶修饰的氧化锌纳米线（GOx@ZnO nanowire）的压电-酶促反应耦合效应：在外部机械形变作用下，水平排列的 ZnO 纳米线产生压电电压，而葡萄糖氧化酶催化葡萄糖生成过氧化氢，后者分解产生氢离子和电子，增强纳米线表面压电屏蔽，使输出压电电压...
本文报道了一种基于 SiO2/ZnO 纳米线（NW）纳米发电机（NG）的高稳定压电免疫球蛋白生物传感器，可作为自供电/主动生物传感器使用。SiO2/ZnO NW NG 产生的压电输出不仅能为器件提供驱动电源，还可作为检测免疫球蛋白 G（IgG）的传感信号。器件稳定性很高，相对标准偏差（RSD）为 1.20%–4.20%，IgG 检出...
随着纳米技术的发展，蛋白质和病原体等超小质量的检测成为可能。无标记、高灵敏生物传感器可将分子识别事件转换为可检测的物理量，微悬臂梁（MC）系统在其中发挥重要作用。然而，现有生物传感器成本高昂，且多依赖昂贵、笨重且难以液相微型化的光学读出系统。本文提出一种自感知压电微悬臂梁检测技术，利用自感知电容桥对压电微悬臂梁施加谐波激励，使其在动...
本研究报道了一种用于尿液抗凋亡蛋白Bcl-2检测的超声MEMS生物传感器的设计、制备、表面功能化与实验表征。该传感器基于ST切石英上的剪切水平表面声波（SH-SAW），通过微加工叉指换能器（IDT）产生和接收声波，并利用延迟路径上蛋白结合引起的质量负载变化进行定量。延迟路径经氧等离子体处理、ODMS自组装单分子层、Protein A...
无标记生物传感器的通量是重要参数。石英晶体微天平（QCM）等声学谐振器因可同时使用的传感器数量有限而通量较低。本文报道了一种由64个薄膜体声波谐振器（FBAR）组成的CMOS集成阵列，用于无标记生物传感。每个FBAR像素下方集成专用阻抗式读出电路，包括电压控制振荡器（VCO）、数字计数器和接口控制模块，通过扫描VCO控制值获取谐振频...
本文报道了与集成电路兼容的薄膜体声波谐振器（FBAR）技术将生物层厚度剪切模式传感推向远高于传统石英晶体微天平（QCM）的工作频率。作者首次针对 700 MHz 至 1.5 GHz 的 FBAR，系统研究了黏弹性蛋白膜引起的膜共振对线性范围的限制。实验采用两类蛋白多层传感体系：一是链霉亲和素（SA）与生物素化牛血清白蛋白（bt-BS...