A bio-inspired 3D micro-structure for graphene-based bacteria sensing.
本文提出一种受静脉瓣膜启发的三维微结构石墨烯细菌传感器。作者利用双光子聚合技术在石墨烯传感电子器件周围直接制备非对称方向性微笼，使运动细菌更易从外部游向中心传感区，从而提高局部细菌浓度并增强传感信号。该富集效应在10^1–10^9 CFU/mL的细胞培养液中均得到验证。荧光分析显示信号增强3.38–3.5倍；嵌入式pH传感器通过检测...
Development of an aptamer-based field effect transistor biosensor for quantitative detection of Plasmodium falciparum glutamate dehydrogenase in serum samples.
为开发便携、稳定、灵敏且低成本的疟疾检测系统，以满足疟疾高发发展中国家的有效筛查需求，本文报道了一种基于适配体的场效应晶体管（aptaFET）生物传感器。该传感器采用扩展栅极场效应晶体管与互指金微电极（IDµE）构建，用于检测血清中疟疾生物标志物恶性疟疾谷氨酸脱氢酶（PfGDH）。研究使用90 nt单链DNA适配体NG3特异性捕获目...
Progress in the development of olfactory-based bioelectronic chemosensors.
人工化学感官器件在工业、安防和医学中具有广泛应用。动物嗅觉系统探测环境化学性质所表现出的速度、灵敏度和选择性，为这些器件的设计提供了灵感。本综述考察了天然嗅觉系统的分子与细胞组分如何被整合到人工化学传感器，即生物电子传感器中，重点讨论与信号转导系统结合的生物学材料。文章分析了不同生物化学感官材料作为器件核心时的优势与局限，并评估了不...
High sensitivity glucose detection at extremely low concentrations using a MoS
近年来，基于二硫化钼（MoS2）的场效应晶体管（FET）因 MoS2 纳米材料作为理想沟道材料的独特性质而备受关注。将 MoS2 FET 用作葡萄糖溶液生物传感器具有高灵敏度和快速响应的优势。本文报道了双层 MoS2 基 FET 的制备，并研究其在极低浓度葡萄糖溶液高灵敏检测中的应用。实验发现，在相同栅压（Vgs）和漏压（Vds）下...
Chemical Design of Functional Polymer Structures for Biosensors: From Nanoscale to Macroscale.
过去数十年，生物传感器作为对生物分析物敏感的物理化学检测器，因人类健康需求而受到广泛关注。功能聚合物材料凭借结构可设计性强、化学合成进展显著以及纳米技术发展，被广泛用于传感应用。聚合物纳米粒子因比表面积大，可实现快速、灵敏检测；宏观尺度上，水凝胶作为生物相容平台，在可穿戴或植入式器件中至关重要。通过改变化学结构，可显著调控并优化水凝...
Monolithic Wafer Scale Integration of Silicon Nanoribbon Sensors with CMOS for Lab-on-Chip Application.
硅纳米带（SiRi）因具有高表面体积比，已被广泛用作高灵敏度生物传感换能器，但生物标志物的选择性多路检测仍是难题，且将 SiRi 与互补金属氧化物半导体（CMOS）电路集成为完整芯片实验室（LOC）的报道很少。本文提出一种基于像素的 SiRi 器件，并与 CMOS 场效应晶体管（FET）单片集成，用于实时选择性多路检测。SiRi 像...
MicroRNA-based Biosensors for Early Detection of Cancers.
微小RNA（miRNA）是一类长度约19–23个核苷酸的非编码小RNA，在细胞增殖、凋亡、分化和转移等致癌过程中发挥关键调控作用，并在血清、血浆、尿液和唾液中相对稳定，因此被视为多种癌症早期无创诊断的潜在生物标志物。癌症已成为全球主要死因之一，早期诊断对改善治疗预后至关重要。目前，qRT-PCR、ELISA、微阵列和RNA测序等实验...
Recent Advances in AIV Biosensors Composed of Nanobio Hybrid Material.
自21世纪初以来，交通与全球化加速了人员和物资的全球流动，也促使中东呼吸综合征冠状病毒、严重急性呼吸综合征冠状病毒、寨卡病毒和登革病毒等病原病毒传播。禽流感病毒（AIV）感染性强，可感染禽类、猪、猫、狗甚至人类，尤其H5N1可造成严重公共卫生与经济问题，因此亟需超灵敏、高选择性且快速的AIV检测系统。传统病毒分离、免疫层析、ELIS...
Real-Time Monitoring of a Botulinum Neurotoxin Using All-Carbon Nanotube-Based Field-Effect Transistor Devices.
肉毒神经毒素（BoNT）是强效且潜在生物恐怖剂，暴露风险持续增加。当前金标准小鼠致死试验灵敏度高，但检测时间长；其他方法虽快速，却缺乏实时监测或便携性。本研究开发一种可拉伸生物传感器，用于在亚纳摩尔浓度下检测 BoNT。该传感器采用 p 型通道和电极的场效应晶体管（FET），通道由取向碳纳米管（CNT）层构成，用于检测 BoNT/E...
Metal oxide modified ZnO nanomaterials for biosensor applications.
随着生物传感纳米技术的发展，纳米杂化材料作为一类新型功能材料，具有较高选择性和灵敏度，能够将纳米尺度化学/生物相互作用与生物医学器件相集成。氧化锌（ZnO）与金属氧化物纳米结构结合的独特性质，已被证明可用于构建准确、实时、高通量的传感器器件，为疾病诊断、疾病管理和治疗开辟新途径。本综述系统总结了金属氧化物修饰的ZnO纳米结构杂化材料...
Atomic layer deposition for biosensing applications.
原子层沉积（ALD）是一种用于微电子纳米制造过程的薄膜沉积技术。其能够用多种材料包覆高深宽比结构，并具有优异保形性和精确厚度控制，因此成为包括生物传感器在内的多种器件制备的关键工具。本迷你综述总结了 ALD 制备生物传感器器件的不同方式，介绍了通过 ALD 沉积的材料、所制备 ALD 层的用途以及所构建的不同类型生物传感器。文章选取...
Use of hafnium(IV) oxide in biosensors.
氧化铪（HfO2）具有高介电常数、热力学稳定性好且易于沉积等特性，可提升基于二氧化硅及其他半导体材料生物传感器的灵敏度、耐久性和可靠性。本文综述了 HfO2 在生物传感器中的应用：在基于场效应晶体管（FET）的传感器中用于检测离子和 DNA；在免疫传感器中用于检测抗原-抗体复合物；作为计算机断层扫描（CT）的对比材料；以及在中红外区...
Design of a System for Monitoring Ubiquitination Activities of E2 Enzymes Using Engineered RING Finger Proteins.
泛素化是由泛素激活酶（E1）、泛素结合酶（E2）和泛素连接酶（E3）依次参与的级联反应，调控蛋白降解、DNA 修复和信号转导等过程。E2 酶活性与白血病、乳腺癌、肺癌和结直肠癌等多种疾病相关，但由于其处于复杂酶级联中，E2 活性的监测对癌症诊断具有挑战性。为克服这一难题，作者提出一种基于人工 RING 指蛋白（ARF）的新型 E2 ...
Well-designed dopamine-imprinted polymer interface for selective and quantitative dopamine detection among catecholamines using a potentiometric biosensor.
本文报道了一种用于选择性、定量检测多巴胺（DA）的电位型生物传感器生物界面。为提高DA检测选择性，在场效应晶体管（FET）生物传感器的扩展金栅极电极上合成了以DA为模板的分子印迹聚合物（DA–MIP）。为实现定量分析，采用表面引发原子转移自由基聚合（SI-ATRP）将DA–MIP厚度控制在约60 nm。该过程中，DA–MIP与乙烯基...
Reconfigurable Carbon Nanotube Multiplexed Sensing Devices.
本文报道了一种可重构且溶液可加工的纳米尺度多路生物传感器的制备。该传感器基于单壁碳纳米管（SWCNTs），将不同 DNA 包裹因而水溶性的碳纳米管通过低成本介电电泳（DEP）方法从溶液固定到同一芯片上不同的预图案化电极上。碳纳米管被功能化上特定且不同的适配体序列，作为识别压力与神经创伤相关生物标志物的选择性识别元件。该器件成功实现三...
Bioelectronic Nose Using Olfactory Receptor-Embedded Nanodiscs.
嗅觉受体（ORs）是 G 蛋白偶联受体（GPCRs）中最大的家族，广泛参与多种人类疾病，并约占所有药物靶点的 40%。构建稳定且高质量的 OR 平台，是开发可用于疾病早期诊断、食品质量评估以及药物和香料开发的实用生物传感器的重要工具。尽管 GPCR 生物传感器研究已取得进展，但受体稳定性与功能化仍是挑战。本章介绍一种基于 OR 嵌入...
CMOS-Compatible Silicon Nanowire Field-Effect Transistor Biosensor: Technology Development toward Commercialization.
硅纳米线（SiNW）因二维限域效应具有优异的光学、磁学和电子特性，其场效应已被用于发展高灵敏度生物传感方法。本文系统综述了与互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺兼容的 SiNW 场效应晶体管（FET）生物传感器从设计、微纳制造、封装、功能化到读出的关键技术，并讨论其商业化路径。文章比较了自上而下制备 SiNW 的垂直与水平工艺，包括...
Electronic Cortisol Detection Using an Antibody-Embedded Polymer Coupled to a Field-Effect Transistor.
本文报道了一种基于场效应晶体管（FET）的皮质醇生物传感器，用于在生理条件下无标记检测皮质醇。针对FET传感器在生理电解质中受德拜屏蔽长度（λD）限制的问题，作者将抗皮质醇抗体嵌入聚苯乙烯-共-甲基丙烯酸（PSMA）聚合物中，并将该抗体嵌入PSMA传感膜涂覆在远端栅极上。皮质醇与嵌入抗体结合后，在膜-基底界面附近引入净负电荷，从而调...
Label-Free Biosensor Using a Silver Specific RNA-Cleaving DNAzyme Functionalized Single-Walled Carbon Nanotube for Silver Ion Determination.
银是广泛存在于电子、医药、珠宝和催化等领域的常见重金属，含银废弃物会造成环境污染，因此监测银离子（Ag(I)）浓度具有重要意义。本文开发了一种用于Ag(I)检测的无标记生物传感器，以单壁碳纳米管/场效应晶体管（SWNTs/FET）为换能平台，并功能化一种Ag(I)特异性RNA切割DNAzyme。该DNAzyme由Agzyme和嵌入R...
Molybdenum disulfide field-effect transistor biosensor for ultrasensitive detection of DNA by employing morpholino as probe.
本文报道了一种基于二硫化钼（MoS2）的场效应晶体管（FET）生物传感器，用于通过磷酰胺吗啉代寡聚核苷酸（PMO）与DNA杂交实现DNA的超灵敏无标记检测。芯片制备后，传感通道先用3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）修饰引入正电荷，再将带负电的MoS2纳米片滴涂于通道上，使其通过静电作用紧密固定于传感表面。随后，将DNA类似物PM...