微小RNA（miRNA）是急慢性疾病的关键生物标志物，因此需要稳健平台准确、高效检测复杂生物样品中低水平 miRNA。本研究开发基于二硫化钼（MoS2）场效应晶体管（FET）的无标记直接杂交检测平台，用于超灵敏检测人血清和细胞系样品中乳腺癌生物标志物 miRNA-155。MoS2 为新型二维层状材料，通过顺序溶剂交换法制备并作为 F...
本研究报道了一种基于双电层门控高场 AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT）生物传感器的高灵敏度心肌肌钙蛋白 I（cTnI）检测方法。该独特门控机制克服了传统场效应晶体管（FET）生物传感器在高离子强度生理溶液中存在的电荷屏蔽问题，使目标蛋白无需样品前处理即可直接检测。研究采用抗 cTnI 特异性单克隆抗体和硫醇化适配体作...
大多数已报道的场效应晶体管（FET）生物传感器缺乏通用且特异识别目标分析物的方法。为此，作者提出一种基于五苯（pentacene）的FET，并构建由功能化氧化石墨烯（GO）墨水组成的氧化石墨烯支撑系统（GOSS）。GOSS带有特定官能团，可捕获目标生物分子，并通过压电墨喷打印沉积在五苯FET表面，在不改变器件结构的前提下提供模块化识...
本研究通过Capture-SELEX筛选获得香兰素适配体，并基于离子敏感场效应晶体管（ISFET）构建适配体传感器。从六个候选序列中选出亲和力最高的单链DNA适配体Van_74，其在2 mM香兰素存在下可从固相载体上洗脱35%。非变性PAGE分析表明，Van_74与香兰素的解离常数大于7.8 μM，并相对于苯甲醛、愈创木酚、呋喃酮、...
场效应晶体管传感器（FET-sensors）因超高灵敏度、无标记、低成本和微型化潜力，在近二十年生物分子传感中受到关注。pH 传感已实现商业化，但用于生物分子检测的 BioFET 仍受限于器件设计优化不足、重复性差和灵敏度不稳定，这些问题源于生物结合动力学、表面化学、双电层物理与电子工程的交叉性。本文对文献中 FET 传感器 pH ...
埃博拉病毒可传播高传染性且常致死的人类疾病，目前尚无特效抗病毒治疗，因此快速、准确、早期诊断埃博拉病毒病（EVD）对公共卫生防控至关重要，尤其在资源有限且疾病流行的地区。本文报道了一种基于还原氧化石墨烯（rGO）的场效应晶体管（FET）生物传感器，用于实时检测埃博拉病毒抗原。该传感器利用石墨烯基材料的半导体特性，在源漏电极之间形成导...
基于晶体管的生物传感器满足未来即时诊断设备对换能器的多项要求，如可规模化制备、无标记及实时高灵敏定量检测化学与生物物质。然而，生理样品中短德拜屏蔽长度（<1 nm）一直是主要障碍，阻碍了在血清中的直接测量。本文证明，通过短特异性生物受体和聚乙二醇（PEG）对传感表面进行修饰，可显著增强传感器响应；若将测量温度从21 °C提高到37 ...
本研究报道了一种新型场效应晶体管（FET）生物传感器，用于克服高离子强度溶液中严重电荷屏蔽效应，从而在生理环境中直接检测蛋白质。该传感器采用AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT），在栅极电极上固定抗体或适配体，可在1×PBS（含1% BSA）或人血清中直接检测HIV-1逆转录酶（HIV-1 RT）、癌胚抗原（CEA）、N端...
当前禽流感病毒（AIV）检测常依赖快速试剂盒与实时PCR（RT-PCR），前者便携但灵敏度有限，后者可靠但耗时且需实验室条件，难以满足养殖场和城市现场疫情监测需求。本研究报道一种基于场效应晶体管（FET）的AIV生物传感器，通过检测病毒内部核蛋白（NP）实现多亚型通用检测。该传感器采用可更换一次性井门（DWG）增强双栅FET平台，克...
本文报道了基于准二维金属氧化物半导体的超灵敏场效应晶体管（FET）生物传感器。准二维低维金属氧化物半导体对半导体-生物界面处的电扰动高度敏感，其灵敏度可与其他纳米材料生物传感器相媲美。溶液加工路线使该平台结构简单、重现性高，相较于其他纳米生物电子器件更具优势。基于准二维 In2O3 的 pH 传感器具有 0.0005 pH 的极低检...
气味结合蛋白（OBPs）因可作为嗅觉生物传感器的传感底物而备受关注。果蝇LUSH蛋白是一种OBP，已知可结合多种醇类，利用LUSH蛋白的技术有望通过气味物检测提供关键信息。本工作以LUSH蛋白为传感底物检测乙醇浓度，并将其与绝缘体上硅（SOI）基离子敏感场效应晶体管（ISFET）融合，以测量LUSH与乙醇分子相互作用产生的电信号。随...
细胞动力学与离子行为密切相关，但多数离子过程难以实时监测。半导体生物传感器可直接、实时、无创检测离子电荷。本研究利用场效应晶体管（FET）生物传感器，以无标记方式实时监测癌细胞侵入血管内皮层的过程。将人冠状动脉内皮细胞（HCAE）培养在 FET 栅极传感表面，使其在栅极与内皮细胞之间形成基底膜；Matrigel 涂覆进一步促进内皮细...
脑钠肽（BNP）已成为心衰诊断与预后评估中国际公认的生物标志物，因此亟需一种能在疾病早期快速检测患者 BNP 水平的新传感工具。本文报道了一种铂纳米粒子（PtNPs）修饰还原氧化石墨烯（rGO）场效应晶体管（FET）生物传感器，并结合自制微滤系统，用于全血中 BNP 的无标记、高灵敏检测。该传感器通过滴涂 rGO 到预制 FET 芯...
我们利用具有肖特基接触（Si-Ti）的硅纳米线场效应晶体管（NW FETs），实现了人血清中前列腺特异性抗原（PSA）的无标记实时检测。NW FETs采用SOI材料，通过高分辨电子束光刻、薄膜真空沉积和反应离子刻蚀工艺制备，避免了掺杂和热退火等复杂步骤，显著简化了晶体管制造。研究建立了将抗体半片段共价固定于经含巯基3-缩水甘油丙基三...
生物识别是生命过程中的核心事件，也被广泛用于技术与健康领域。本文证明，电解质栅场效应晶体管（EGOFET）是一种超灵敏且特异的器件，可在固/液界面上定量评估人源抗体与其抗原——炎症细胞因子TNFα之间的生物分子识别热力学。该EGOFET免疫传感器在TNFα浓度低于1 nM时呈现超指数响应，最低检测水平为100 pM。器件灵敏度依赖于...
生化反应中的酶动力学对科学研究和药物发现至关重要，但传统酶学实验难以直接确定反应状态。本文提出一种电荷-电流换能器，即晶体管生物传感器，通过监测反应体系中带电物种引起的电荷变化来评估生化反应状态。以苹果酸-天冬氨酸穿梭中的 NADH/NAD+ 反应为例，作者构建了基于 IGZO 薄膜晶体管（TFT）的传感器，并在栅极区域设置扩展金传...
本文报道了一种基于 Cu2+-DNA/MoS2 杂化结构和场效应晶体管的高性能生物传感器（bio-FET），其灵敏度达到 1.7×10^3 A/A。该高灵敏度来源于在 DNA 纳米结构中引入 Cu2+ 离子，使受体 DNA 呈现正电性，从而增强对带负电的阿霉素类分子（doxorubicin-like molecules）的识别能力；...
动物实验虽推动生物医学突破，但在新材料毒性筛查中带来大量后勤与成本问题，其优先级建立在体外细胞水平筛选之上。在筛选方法中，高灵敏度、高通量且简便的分泌组学检测尤为重要。本文基于三十余年的晶体管生物传感进展，构建了名为半导体电子无标记检测（SELFA）的整体检测平台与流程。SELFA 集成放大型纳米线场效应晶体管（FET）生物传感器，...
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...