可穿戴传感器能够便捷检测人体生物流体中的细胞因子水平，对医院最大化抗炎治疗获益并避免细胞因子风暴具有重要意义。由于背景干扰强，现有传感器在生物流体中测量细胞因子仍具挑战。本文开发了一种柔性可再生适配体场效应晶体管生物传感器，由石墨烯-Nafion 复合膜构成，用于在未稀释人体生物流体中检测细胞因子风暴生物标志物。该复合膜可最大限度减...
本文报道一种基于In1−xGaxAs/Si异质结无掺杂隧穿场效应晶体管（HJ-DL-TFET）的生物传感器，用于在唾液和血清中对乳腺癌生物标志物C-erbB-2进行高灵敏、实时电学检测。该器件采用无掺杂扩展栅异质结构，并在双栅下方设置嵌入式纳米腔，以利用界面电荷调制效应精确识别体液中的抗原。作者利用SILVACO ATLAS进行二维...
生物凝胶双电层电容器（bio-gel EDLC）和电解液门控场效应晶体管（EGFET）生物传感器等生物电解液电子器件的实用化，需要对其复杂内部电容行为进行可靠分析。目前既缺乏足够的参数提取文献，也缺少能有效描述这些器件瞬态行为的仿真模型。本文提出一种基于传输线模型的参数提取方法，用于补充现有薄膜晶体管瞬态建模技术，以准确描述生物凝胶...
基于无标记电学传感的通用生物分子分析平台可应对重要诊断挑战。场效应晶体管（FET）生物传感器通过探测生物实体电荷实现即时检测，皱褶石墨烯尤其具有前景。此前已报道在皱褶石墨烯FET平台上利用DNA分子实现电学场效应传感的检出限。本文报道了皱褶石墨烯FET对多巴胺、白细胞介素-6（IL-6）和SARS-CoV-2病毒蛋白等小分子与蛋白生...
本文提出一种用于生物传感的新型场效应传感器——开栅结型场效应晶体管（OG-JFET）。OG-JFET 由位于 n 型层上方的 p 型沟道构成，p 型层作为源极和漏极欧姆接触电极之间的传感导电层。该结构基于结型场效应晶体管，但移除了顶部栅极（n 型接触），从而为引入生物材料和溶液开放空间。沟道可通过背栅控制，使传感器无需在溶液中使用笨...
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...