乙型肝炎病毒（HBV）感染是全球公共卫生威胁，慢性乙型肝炎（CHB）可能进展为肝细胞癌（HCC），亟需低成本、可实用的诊断方法。本研究采用商业半导体工艺制备多晶硅纳米线场效应晶体管（pSiNWFETs），并通过化学功能化实现乙肝病毒表面抗原（HBsAg）和乙肝病毒X蛋白（HBx）的飞摩尔级无标记检测。HBsAg是HBV感染诊断的标志...
低丰度生物分子检测在临床诊断、药物发现和基础研究等生物医学应用中至关重要。本文提出一种新型电解质门控石墨烯场效应晶体管（EGFET）生物传感器，并集成声学镊子以提高灵敏度。该声学镊子基于频率达数千 MHz 的高频固体装载谐振器（SMR），具有优异的纳米颗粒/生物分子聚集能力。作者分析了声学镊子聚集生物分子的工作原理，并通过实验验证。...
本文提出并数值研究一种透明介电调制双沟槽栅工程金属氧化物半导体场效应晶体管（DM DT GE-MOSFET）无标记生物传感器。器件采用上下分裂透明氧化铟锡（ITO）外栅与埋入源区内的内栅结构，在硅膜上下形成纳米沟槽腔体，腔内生长1 nm二氧化硅（SiO2）用于固定生物分子。通过改变腔内生物分子的介电常数或表面电荷密度，调制栅-沟道耦...
本文研究了考虑双极性输运的纳米线全环绕栅隧穿场效应晶体管（GAA-TFET）生物传感器性能。该传感器采用栅-漏重叠结构，并利用介电调制技术将目标生物分子固定在重叠栅-漏下方弯曲纳米空腔中。纳米线 GAA-TFET 对沟道具有较强控制能力，可显著降低漏电流。作者将 TFET 的双极性特性转化为传感优势，通过双极性漏电流的变化检测生物分...
内啡肽素-1（Nesfatin-1，NES1）是存在于血清和唾液中的潜在生物标志物，与下丘脑室旁核神经元的超极化和去极化以及癫痫发作风险升高相关，但目前尚缺乏对其浓度变化进行实时检测的方法。本研究开发了一种基于含多尺度孔碳纳米纤维的场效应晶体管（FET）生物传感器用于检测NES1。作者采用单喷嘴共静电纺丝法制备聚甲基丙烯酸甲酯/聚丙...
场效应晶体管（FET）生物传感器能够快速检测疾病相关生物标志物，是即时诊断（POC）的有前景工具。卷起纳米技术可批量制备三维微管，在构建 FET 生物传感器方面具有独特优势。本文提出将 FET 生物传感器与卷起微管相结合，开发微流控诊断生物传感器。作者将 III 族氮化物材料氮化铟（InN）集成到卷起微管中，作为 FET 沟道。In...
2019冠状病毒病（COVID-19）肺炎由严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引起，已迅速成为全球公共卫生问题。作为新型β冠状病毒，SARS-CoV-2可跨物种和人群传播，传播风险高于其他冠状病毒。为控制其传播，亟需快速有效诊断无症状SARS-CoV-2感染者和COVID-19患者、早期隔离感染者并有效治疗肺炎患者...
理解活细胞与五氧化二钽（Ta2O5）门电极之间的相互作用，对于开发培养细胞门场效应晶体管（cultured-cell-gate FET）生物传感器时控制细胞粘附与细胞功能具有重要意义。本研究评估了未修饰及聚多巴胺（pDA）修饰 Ta2O5 膜对软骨细胞的粘附特性，以改善生物相容性。结果表明，天然 Ta2O5 膜和 pDA 修饰 Ta...
多巴胺是大脑生理中重要的神经递质，其检测对研究脑活动和理解脑功能至关重要。然而，由于缺乏可重复在线检测-再生循环的平台，用于监测生理和病理过程中多巴胺的可再生生物传感器仍具挑战性。本文开发了一种可再生场效应晶体管（FET）生物传感器并结合活体监测系统。该传感器中，金包覆磁性纳米颗粒（Fe3O4@AuNPs）作为多巴胺的可再生识别单元...
Lab-on-Chip 技术有望改变即时诊断领域，但兼容商业化生产的技术尚未确立。Lab-on-PCB 因与电子器件兼容并依托成熟印刷电路板工业制造基础，被视为成本敏感且高规格应用的候选技术。本文首次报道在商业制造 PCB 上以平面布局实现的电解质门控场效应晶体管（FET）DNA 生物传感器。石墨烯墨水被滴铸形成晶体管沟道，肽核酸（...
本研究开发了一种便携式生物传感器，用于检测β-人绒毛膜促性腺激素（β-hCG）。β-hCG广泛用于妊娠检测，也是宫外孕的重要生物标志物。该传感器采用扩展栅极设计的电双层场效应晶体管（EDL-FET）生物传感器，通过施加偏压并测量漏极电流信号实现检测。金电极表面经抗β-hCG抗体功能化，用于捕获β-hCG蛋白；荧光成像技术用于确认表面...
单核苷酸多态性（SNP）检测对疾病诊断、药物代谢和基因治疗至关重要，但现有基因分型方法通常依赖 DNA 扩增、荧光探针和复杂光学设备，难以用于现场快速检测。本文报道一种名为 SNP-Chip 的 CRISPR 驱动石墨烯场效应晶体管（gFET）生物传感器。该传感器以液门 gFET 为换能器，在石墨烯沟道表面通过 1-吡啶丁酸连接固定...
基于场效应晶体管（FET）的生物传感器因可无标记电学检测带电生物分子而受到关注。传统输出参数如阈值电压和沟道电流需要笨重仪器和专用读出电路，限制了即时检测（POCT）应用。本研究提出一种简单转换方法，将 FET 生物传感器的表面电位转换为振荡信号输出。由于振荡频率具有读出电路简单紧凑、与神经形态应用兼容等优点，被提议作为 FET 生...
报道了一种基于新型 ZnO 掺杂 MoS2 纳米线（NWs）的场效应晶体管（FET）生物传感器，用于无标记、易重复地检测人血清中乙型肝炎病毒脱氧核糖核酸（HBV DNA）。该 FET 生物传感器采用 ZnO 基气-液-固（VLS）法制备 MoS2 纳米线，提出 MoS2 在生物传感中的新型结构。得益于 MoS2 独特的电学与结构性质...
心力衰竭（HF）是全球首要死因，B型利钠肽（BNP）是公认的心衰生物标志物，可用于早期检测。场效应晶体管（FET）生物传感器相比传统临床检测能在更短时间内感知 BNP。目前先进心衰 FET 生物传感器的最低检出限为 100 fM，且检测范围较短，不足 4 个数量级。本研究将硼/氮共掺杂氧化石墨烯（GO）凝胶（BN-GO）用作 FET...
本文提出一种基于介电调制双源沟槽栅隧穿场效应晶体管（DM-DSTGTFET）的生物传感器，用于无标记检测生物分子。该器件采用双源结构和沟槽栅以增强开态电流并产生双向电流；在 1 nm HfO2 栅氧化层上方刻蚀两个纳米空腔，供生物分子填充。利用 TCAD 二维仿真研究其灵敏度，分析不同介电常数、空腔厚度及带电生物分子对转移特性、Io...
场效应晶体管（FET）因无标记检测、高灵敏度、快速响应、实时测量、低运行功率和可微型化等优势，成为生物传感器的重要平台。一维材料（如碳纳米管、硅纳米线、导电聚合物纳米线、一维金属氧化物）和二维材料（如石墨烯、过渡金属二硫化物、黑磷、二维金属氧化物）具有独特的结构与电子特性，可提升 FET 生物传感器灵敏度，甚至实现单分子检测。本综述...
传统基于支撑衬底的二维生物传感器因表面形貌不均和电荷陷获产生散射，导致器件信号不稳定。悬空二维通道材料可克服衬底散射，但可靠性和选择性受限。本文采用自组装光刻技术制备纳米间隙电极，使化学气相沉积单层 MoS2 悬空于 70–90 nm 间隙上；该结构在沉积氧化铪（HfO2）、偶联剂和抗体后仍保持自由悬空，为原子层提供机械支撑。通过电...
本文提出基于氮化镓金属氧化物高电子迁移率晶体管（GaN MOSHEMT）的生物传感器，用于检测中性生物分子如胆固醇氧化酶（ChOx）、蛋白质（Protein）、链霉亲和素（Streptavidin）和尿酸酶（Uricase）。器件在栅极下方设置纳米腔，生物分子进入腔体后以其介电常数调制栅堆叠电容，改变AlGaN/GaN异质界面二维电...
无标记生物分子传感器因操作简便而被广泛研究。L形隧穿场效应晶体管（LTFET）具有低亚阈值摆幅、低关态电流和低功耗，适合用于生物传感器。在介电调制LTFET（DM-LTFET）中，沿竖直方向在栅电极下方刻蚀腔体并填充生物分子，从而实现传感功能。本文利用二维TCAD仿真器研究DM-LTFET传感器的灵敏度，分析不同生物分子介电常数、腔...