本文报道了一种抗体功能化液门氧化锌纳米棒场效应晶体管（FET）生物传感器，用于在血清中实现乙肝表面抗原（HBsAg）的阿托摩尔级无标记检测。该传感器采用垂直源漏电极构型，并在高频混频模式下工作，以克服生理样品中德拜屏蔽效应对大分子抗原检测的限制。垂直电极使电场线更深入地穿透氧化锌纳米棒，使表面结合事件同时改变纳米棒阈值电压和载流子迁...
本文报道了一种基于分子印迹聚合物（MIP）涂覆栅极场效应晶体管（FET）的无酶葡萄糖生物传感器，用于泪液等生物流体中低浓度葡萄糖检测。该传感器以葡萄糖为模板制备 GluMIP 水凝胶，其中乙烯基苯硼酸（VPBA）与葡萄糖结合后形成带负电的苯硼酸/葡萄糖硼酸酯复合物，使界面分子电荷密度发生变化。FET 通过栅极界面电位变化将识别事件转...
近期报道的石墨烯纳米网格传感器可在缓冲液中实现乙肝表面抗原（Hep-B）的亚飞摩尔检测。然而，在血清中实时检测0.1 fM至100 fM目标浓度时，不同浓度对应的漏源电流灵敏度值存在约50%重叠。这主要归因于血清中非特异性抗原浓度远高于目标抗原，导致相同目标浓度下捕获的目标抗原数量出现显著偏差；此外，传感器制备过程的统计差异也会使不...
本研究报道了一种基于高场调制 AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT）生物传感器的快速细胞外囊泡（EV）定量方法。该传感结构可在生理盐环境中直接检测亚细胞组分，无需大量样品预处理。HEMT 在高场下工作，提供高灵敏度与宽动态范围（10^7–10^10 EVs/mL）。研究使用针对 EV 表面标记物 CD63 的抗体捕获 E...
本文展示了微拉曼光谱用于监测高k（h-k）介质保护层在纳米线（NW）芯片表面沉积质量的方法。研究采用基于绝缘体上硅（SOI）结构、并以高k介质保护的NW芯片，用于高灵敏检测与肿瘤疾病相关的微小RNA（miRNA）。保护介质由沉积在硅SOI-NW芯片上的2 nm厚Al2O3表面层和8 nm厚HfO2层组成。与仅具有原生氧化物的未保护S...
本研究利用生物聚合物界面层和电位型器件构建高灵敏儿茶酚胺（CA）传感器。将3-氨基苯硼酸（3-NH2-PBA）与L-多巴（LD）侧链羧基反应，所得PBA修饰LD单体与LD在Au电极上共聚，形成约3.5 nm厚的poly(PBA−LD/LD)薄膜。将该Au电极连接到场效应晶体管（FET）后，PBA与CA邻二醇双酯结合引起的界面电荷变化...
本文报道了一种可规模化、均匀且灵敏的自上而下制备氧化铟（In2O3）纳米带生物传感器芯片，采用两道光刻掩模集成片上栅电极。片上栅电极用于在生物分子检测中调控器件工作点，替代传统外部 Ag/AgCl 参比电极，具有水溶液门控性能优良、传感过程稳定、结构紧凑、便携性高等优点。为展示生物分子检测能力，作者将该平台与电子酶联免疫吸附测定（e...
本研究报道一种基于半导体场效应晶体管（FET）生物传感器界面 pH 传感原理，在营养饥饿条件下原位、实时、无标记监测细胞自噬的新方法。FET 栅极绝缘层表面羟基对氢离子敏感，细胞呼吸产生的 CO2 溶解于细胞/栅极界面形成氢离子，引起界面 pH 变化，并通过场效应转换为表面电位信号。将 HeLa 细胞培养于 FET 栅极表面，在去除...
本文报道了一种基于还原氧化石墨烯场效应晶体管（rGO-FET）并功能化级联酶精氨酸酶和脲酶的生物传感器，用于检测L-精氨酸。精氨酸酶和脲酶通过静电层层自组装（LbL）固定在rGO-FET传感表面，聚乙烯亚胺（PEI）作为阳离子构建块。信号转换机制基于级联酶选择性催化化学反应并引起局部pH变化，rGO-FET可灵敏检测。存在L-精氨酸...
近年来，高性能生物传感器需求增加，场效应晶体管（FET）型生物传感器（BioFET）因高灵敏度、无标记检测、快速响应和微型化而备受关注。然而，传统 BioFET 中用于防止半导体表面悬键非特异结合的绝缘膜会限制灵敏度。本文报道了一种基于无缺陷范德华材料二硒化钨（WSe2）的高灵敏、可重复使用无膜 BioFET。作者通过弱氧等离子体处...
二氧化硅–水界面对许多现代化学工程和生物传感技术至关重要。生物传感器中常用的一种技术——电位型传感器——通过测量界面电场变化引起的电势变化来工作。由生物分子表面结合引起的这种响应的预测建模仍极具挑战性。在本工作中，通过迄今最广泛的二氧化硅–水界面电势和电场分子动力学模拟，我们报告了纳米形貌对传感器响应影响的新型预测和解释。非晶二氧化...
本文针对单原子层过渡金属二硫化物（TMDC）沟道 MOSFET 建立了一种物理基础紧凑 I–V 传输模型。模型通过求解泊松方程获得沟道静电势，再结合漂移–扩散方程计算漏极电流，并采用渐近沟道近似简化解析过程；同时引入由第一性原理密度泛函理论（DFT）计算得到的态密度，以保证单原子层 TMDC 沟道器件的物理准确性。该模型与实验数据及...
本研究设计、制备并表征了双电层（EDL）门控 AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT）生物传感器阵列，用于研究细胞跨膜电位变化。该平台可在生理盐浓度下检测并计数结直肠癌循环肿瘤细胞（CTCs），同时研究细胞生物电信号，无需复杂自动化或样品预处理。实验发现，传感器响应可跟随被捕获细胞的跨膜电位变化，因此可作为全细胞传感平台动...
本文提出一种通过器件结构微调实现信号放大的电学生物传感器方案，以克服现有微型化电学生物传感器在制备复杂性和成本方面的限制。作者构建了耦合背栅的场效应晶体管（FET）生物传感器，将背栅作为预放大器，以提高对低丰度目标的检测灵敏度。器件采用绝缘体上硅（SOI）晶圆，顶层硅厚约70 nm，埋氧层（BOX）厚约145 nm。通过溶胶-凝胶法...
从全血中检测疾病生物标志物对疾病预防和管理非常重要，但即时或移动诊断在直接检测全血蛋白方面面临诸多挑战。本研究设计、制备并表征了一种便携式生物医学传感器，可在无需样品前处理的情况下直接从全血中检测心肌肌钙蛋白I（cTnI）。传感方法基于扩展栅极双电层（EDL）门控场效应晶体管（FET）生物传感器，具有较高灵敏度、宽动态范围和对目标分...
本文报道了一种基于氧化铟锡（ITO）纳米线的场效应晶体管（FET）DNA生物传感器，用于无标记检测乙型肝炎病毒（HBV）DNA，并兼容CMOS工艺。作者以p型Si衬底为背栅，在其上依次制备SiO2绝缘层、Au源漏电极和ITO纳米线沟道；通过电子束光刻和800 ℃退火获得直径小于50 nm的结晶ITO纳米线。巯基化单链HBV DNA探...
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...