本文报道了一种用于检测铅离子（Pb(II)）的可重复使用生物传感器。将含有末端氨基且包含 G-四链体（G4）适配体的双链 DNA 共价偶联到场效应晶体管（FET）上的单壁碳纳米管（SWNTs）。检测方案基于 Pb(II) 诱导 G4 适配体形成稳定的 G4/Pb(II) 复合物，使 DNA 双链发生解螺旋；该结构变化改变 SWNTs...
地表水和饮用水受大肠杆菌（Escherichia coli, E. coli）污染是引发水媒疾病的重要原因。针对实际污染样品中病原体快速检测的未满足需求，本文报道了一种热还原氧化石墨烯基场效应晶体管（rGO FET）生物传感器，并用超薄氧化铝（Al2O3）层进行钝化，用于实时检测E. coli。该传感器可在1 µL样品体积内于50 ...
汞及其化合物广泛存在于自然环境和人为排放中，即使低浓度也对生态和人体健康造成不可逆危害，因此快速、准确的汞检测具有重要意义。本文报道了一种无标记生物传感器，利用 Hg(II) 诱导磷酸硫代（PS）修饰 RNA 发生特异性切割。作者设计了含四个 PS 修饰 RNA 嵌入位点的单链 DNA 探针（Hg-DPR），以提高切割反应产率，并通...
持续评估健康与患病个体中的心脏生物标志物，有助于降低心血管疾病死亡率。本研究开发了一种手持式生物传感器系统，用于从单滴全血中快速筛查脑钠肽（BNP）。传感方法基于扩展栅极电双层（EDL）场效应晶体管（FET），可直接检测全血中的 BNP，无需大量样品前处理，从而克服高离子强度溶液中的电荷屏蔽限制。研究制作了简单传感器阵列芯片，并与 ...
本文在20 nm厚HfO2/Si衬底上制备了厚度从少层到数十层的二硫化铼（ReS2）场效应晶体管（FET）。双层ReS2 FET表现出-0.25 V的阈值电压、约10^7的开/关电流比、116 mV/dec的亚阈值摆幅和6.02 cm2/V·s的电子迁移率。作者首次系统分析了不同厚度ReS2 FET的低频噪声，发现载流子数涨落机制能...
基于纳米带和纳米线的场效应晶体管（FET）生物传感器备受关注，但多数器件依赖笨重的 Ag/AgCl 电极或金属线栅极，限制了真正可穿戴化。本文报道了高灵敏、可贴合的 In2O3 纳米带 FET 生物传感器，其完全集成芯片上金侧栅电极，可层压到人工手臂、手表等表面，并实现汗液和唾液等体液中的葡萄糖检测。通过两步掩模工艺制备的器件在 0...
生物电子鼻是一种结合生物受体与智能化学传感器阵列的系统，用于识别气体和蒸气，模拟哺乳动物嗅觉，可在极低浓度下灵敏、特异识别挥发性有机化合物（VOCs）。嗅觉由嗅觉系统完成，吸入的嗅素接触含嗅觉受体（ORs）的嗅上皮。由于能模拟生物嗅觉，仿生电子鼻已用于复杂环境中多种重要化合物检测。近年来，生物传感器系统结合纳米电子技术与嗅觉受体本身...
生物偶联金表面是生物传感应用的重要平台。本文以抗人免疫球蛋白 G（anti-IgG）和抗人免疫球蛋白 M（anti-IgM）抗体通过自组装单分子层（SAM）固定于金电极为模型体系，研究其用于后续免疫分析开发的可行性。采用 X 射线光电子能谱（XPS）、原子力显微镜（AFM）、专用薄膜晶体管（TFT）平台和电化学表面等离子共振（EC-...
近年来碳纳米材料快速发展，碳纳米管（CNTs）和石墨烯因独特电学、光学、力学与高比表面积特性，被广泛用于新型生物传感器开发。作者认为，将 CNTs 和石墨烯用作传感器组件可提升传感器的可靠性、准确性和响应速度，并可根据目标分子类型设计不同传感策略。本文综述了基于 CNTs 和石墨烯的电化学生物传感器、场效应晶体管（FET）生物传感器...
二硫化钼（MoS2）场效应晶体管（FET）生物传感器作为高灵敏度、无标记生物分子检测器件的候选者受到广泛关注。本文面向生物传感器的实际应用，通过减少非特异性分子结合事件并实现抗PSA抗体在MoS2表面的均匀化学吸附，在非水环境中利用MoS2 FET生物传感器实现了对前列腺癌生物标志物的可靠定量检测。文中系统且统计地研究了所提出器件的...
石墨烯基纳米材料因其物理、光学和电化学性质所带来的优势，推动了当前多种超灵敏、高选择性生物传感器器件的发展。本综述阐述石墨烯的本征性质及其表面工程与生物传感应用中换能机制之间的关系，并介绍石墨烯基材料的实用合成技术与潜在性能。所述材料包括原始石墨烯以及功能化石墨烯，如氧化石墨烯（GO）、还原氧化石墨烯（RGO）和石墨烯量子点（GQD...
电活性场效应晶体管（FET）生物传感器在生命科学中具有重要价值，可提供直接、快速、高灵敏的无标记生物分子检测。本文系统研究了基于乙醇胺（EA）和聚乙二醇（PEG）衍生物涂层的表面功能化及生物标志物共价固定策略，并与传统硅石单体方法比较，以提高纳米线 FET 生物传感器的灵敏度和分子选择性。通过定量荧光显微镜、原子力显微镜和开尔文探针...
可打印电子是低成本、简便且环境友好地大规模制备器件的重要方向，但可打印生物传感器开发仍具挑战。本文报道了一种喷嘴喷印柔性场效应晶体管（FET）葡萄糖生物传感器的制备。银源漏电极和氧化锌（ZnO）量子点种子层通过喷嘴喷印在柔性基底上，随后水热合成垂直取向的ZnO纳米棒（ZnO NRs）并固定葡萄糖氧化酶（GOx）。喷嘴喷印方法获得高重...
神经元膜两侧 K+ 浓度梯度决定静息电位与兴奋性。神经传递过程中，K+ 经通道外流会降低胞内 K+ 并升高胞外 K+，但其变化幅度尚不明确。本研究构建了修饰 K+ 特异性 DNA 适配体的多并联硅纳米线场效应晶体管（aptamer/SiNW-FET），用于实时检测培养皮层神经元的 K+ 外流。该传感器对 K+ 的结合常数为 (2.1...
肿瘤标志物的敏感、定量检测对癌症诊断及后续治疗至关重要。基于场效应晶体管（FET）的纳米生物传感器具有无标记、实时、高灵敏和直接电学读出等优点。本文提出并实现了一种自上而下制备的硅纳米带FET（Si-NR FET）生物传感器，用于肿瘤标志物检测。与自下而上方法相比，自上而下工艺可精确控制硅FET的宽度和长度，从而调控其电学性能。该S...
本文综述了场效应晶体管（FET）生物与化学传感器的检测原理。针对即时检测对离子和分子检测在灵敏度、特异性和稳健性方面的需求，电子检测有望实现微型化、原位检测，并可与现有电子制造工艺集成，适合多路复用和并行检测。文章首先介绍所有电位型传感器共同遵循的基本检测原理，即传感界面电荷变化引起界面电位偏移，并通过栅极场效应调制晶体管电流；随后...
早期癌症诊断仍是抗癌斗争中的关键目标。当前前列腺癌（PCa）治疗手段缺乏早期预防、快速诊断、危险因素识别和便携性等无标记生物传感器固有优势。电子辅助免疫传感系统因抗原-抗体亲和作用而具有高灵敏度和高特异性。用于PCa的生物电子免疫传感器因性能高、制备简便、反馈快速且可微型化而受到关注。本综述回顾过去十年用于检测PCa生物标志物的生物...
具有非对称栅电容的双栅场效应生物传感器（bioFET）已被证明可突破 59 mV/pH 的 Nernst 极限，但电容放大方案是否改善传感器检测限的结论并不一致。检测限与信噪比（SNR）成反比，因此需要系统研究信号与噪声特性。本文基于超薄硅晶体管开展实验研究，器件在低压下工作，前栅与背栅氧化层电容具有非对称因子 1.4 和 2.3。...
本文提出一种基于纳米线的亲和型生物传感器设计策略，用于在生物样品中传感并测量生物标志物浓度。与常规生物传感器相比，此类传感器在检出限、响应时间、成本和尺寸方面表现出更优性能，但影响器件性能的参数较多，必须加以确定。为求解该设计问题，作者发展了一个基于随机输运方程的综合模型，使传感行为的优化成为可能。该模型面向纳米线场效应生物传感器，...
生物传感在生物医学研究、临床诊断、环境监测和分析检测中应用广泛。三族氮化物（III–nitride）纳米材料因具有宽禁带、高化学/热稳定性、良好生物相容性、可调电学/光学/压电性质以及高载流子迁移率等特性，已成为新型生物传感换能材料。本文系统综述了 III–氮化物纳米材料用于生物传感的研究进展：首先介绍 GaN、AlN、InN 及其...