Recent Advances in Real-Time Label-Free Detection of Small Molecules.
小分子通常指分子量低于1000 Da的化合物，其检测与分析在药物与抑制剂开发、毒素和生物标志物传感等领域日益重要。然而，由于小分子尺寸小、质量低，许多生物传感技术在灵敏度和选择性方面难以满足检测需求。尤其地，小分子的小尺寸限制了标记型方法的使用，因为荧光蛋白、荧光染料或量子点等标记物可能改变小分子分析物的结合行为与物理化学性质。此外...
Control of interface functions in solid-state biosensors for stable detection of molecular recognition.
过去50年，固态生物传感器领域取得显著进展。基于半导体工艺，发展出高密度集成、柔性构型的多种传感器件，并应用于血液、血清、汗液、泪液和唾液等体液中的临床诊断与健康监测。2011年，利用高密度离子敏感场效应晶体管（ISFET）阵列与酶促引物延伸反应相结合的电化学DNA测序仪实现商业化。固态生物传感器栅极表面常同时集成无机材料、金属、聚...
Self-powered freestanding multifunctional microneedle-based extended gate device for personalized health monitoring.
在线监测预后生物标志物对疾病诊断和个体健康评估至关重要，尤其适用于慢性与感染性疾病。现有诊断方法耗时、费力且多为离线检测。可穿戴设备能够从体液中连续测量多种生物标志物，具有便捷、快速、微创等优势，但长期稳定供电仍是关键挑战。本文制备了一种自由站立、可穿戴、多功能微针基扩展栅场效应晶体管（MMNs-EGFET）生物传感器，用于组织间液...
Ultrasensitive biosensing platform for
结核病（TB）是一种主要通过呼吸道传播的慢性传染病，发病率高。传统诊断方法耗时长且需要专业人员，使结核病的即时检测（POC）困难。本文开发了一种基于石墨烯的场效应晶体管（GFET）生物传感器，用于高灵敏度检测结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis, MTB）的 MPT64 蛋白，作为 TB 的 POC 检...
Biosensors for Odor Detection: A Review.
动物能够以高灵敏度和选择性识别环境中数十万种气味。随着生物嗅觉研究进展，科学家从动物嗅觉系统中提取多种生物材料，并将其与不同换能器集成，形成大量气味生物传感器。这些传感器继承了生物体的感知能力，具有优异检测性能。本文主要介绍基于动物嗅觉系统物质的气味生物传感器，系统描述并比较了器官/组织型、细胞型和蛋白型生物传感器的代表性实例，包括...
Alzheimer's Disease Biomarker Detection Using Field Effect Transistor-Based Biosensor.
阿尔茨海默病（AD）与神经退行性变密切相关，可导致痴呆和认知功能下降，尤其多见于65岁以上人群。生物标志物检测在AD的诊断和治疗中起关键作用，尤其是在疾病起始阶段。场效应晶体管（FET）基传感器是新兴器件，由于其在超低浓度下识别多种生物标志物的关键能力而受到广泛关注，因此被广泛用于AD生物标志物检测。本综述详细概述了典型FET的结构...
Field effect transistor based wearable biosensors for healthcare monitoring.
可穿戴生物传感器的发展使非侵入、连续的健康监测成为可能。在众多传感技术中，基于场效应晶体管（FET）的可穿戴生物传感器因无标记检测、响应快速、操作简便和易于集成而受到关注。本综述系统介绍了 FET 可穿戴生物传感器在健康监测中的创新进展与应用。文章首先阐述可穿戴生物传感器的重要性，并概述 FET 的结构、工作原理及不同分类；随后讨论...
Aptamer-functionalized field-effect transistor biosensors for disease diagnosis and environmental monitoring.
由识别分子和纳米材料组成的纳米生物传感器已广泛用于疾病诊断、健康管理和环境监测。作为纳米生物传感器的一种，具有信号放大能力的分子特异性场效应晶体管（FET）生物传感器具有响应速度快、易于微型化和集成等突出优势，有望实现高灵敏度的分子检测与识别。适配体具有稳定性高和结构可调等内在特性，已成为 FET 传感领域最常用的生物识别单元之一。...
The Study of Performance of a Nanoribbon Biosensor, Sensitized with Aptamers and Antibodies, upon Detection of Core Antigen of Hepatitis C Virus.
开发高灵敏诊断系统用于早期发现人类疾病是现代生物医学研究的重要任务，检测丙型肝炎病毒核心抗原（HCVcoreAg）正是此类需求。本研究旨在测试纳米带生物传感器在使用两种不同分子探针——抗HCVcoreAg抗体和抗HCVcoreAg适配体——检测HCVcoreAg时的性能。所用纳米带传感器芯片基于绝缘体上硅（SOI-NR）结构。研究测...
A Novel Biosensing Approach: Improving SnS
二维半导体具有高比表面积、可调电子性质和生物相容性，为高灵敏生物传感器提供了机会，但快速检测低浓度目标物仍具挑战。本文在六方氮化硼（h-BN）上构建了基于n型过渡金属二硫化物二硫化锡（SnS2）的场效应晶体管（FET），用于检测链霉亲和素蛋白（streptavidin, Strep.）。作者设计了芘-赖氨酸-生物素偶联物（PLCB）...
Nanomaterials-based biosensor and their applications: A review.
理想传感器应具备宽检测范围、高灵敏度、选择性、分辨率、重现性、重复性和快速响应等特性。近年来，基于纳米颗粒（NPs）的生物传感器因在几乎所有科技领域中的优异应用而受到广泛关注。纳米颗粒通常用于弥补换能器与生物识别元件之间在纳米尺度上的界面差距；同时，纳米颗粒与电化学技术的结合催生了具有高灵敏度和高分辨能力的生物传感器。本文综述了由贵...
Geometrical Characterisation of TiO
本文研究基于石墨烯的场效应晶体管（FET）生物传感器中漏极电流（Id）输出性能，通过信噪比（SNR）优化获得高 Id 器件。作者采用有限元法建立新型顶栅 FET 的三维仿真模型，以二氧化钛-还原氧化石墨烯（TiO2-rGO）纳米复合材料作为换能材料，构建生物传感平台。利用 Minitab 软件中的田口混合水平方法，基于正交表 L18...
Nanoribbon Biosensor-Based Detection of microRNA Markers of Prostate Cancer.
前列腺癌是老年男性主要死因之一，早期常无症状，导致诊断延迟，因此早期检测对有效治疗至关重要。现有 PSA 筛查存在特异性和灵敏度不足的问题，而循环 microRNA（miRNA）可作为前列腺癌潜在生物标志物。本研究开发了一种基于绝缘体上硅（SOI）结构的纳米带生物传感器（SOI-NR biosensor），用于在人血浆中同时高灵敏检...
Investigation of Limitations in the Detection of Antibody + Antigen Complexes Using the Silicon-on-Insulator Field-Effect Transistor Biosensor.
绝缘体上硅场效应晶体管（SOI-FET）生物传感器在医学、病毒学、生物技术和环境监测中用于病毒检测，具有应用前景，但现有生物传感器仍面临器件设计与工艺限制等问题。本文对SOI-FET生物传感器检测“抗体+抗原”复合物（AB+AG）的过程进行理论分析，重点评估目标分子在传感器表面吸附及被正确检测的概率。研究采用泊松概率密度分布描述目标...
Road Map of Semiconductor Metal-Oxide-Based Sensors: A Review.
识别疾病生物标志物并高灵敏、高选择性地检测危险、爆炸性、易燃及污染性气体和化学品，仍是传感研究中的挑战。半导体金属氧化物（SMOx）因成本低、易制备、响应快、稳定性好和可调控性强，近年来被广泛用于气体、化学和生物传感器。本文综述了SMOx基传感器的基本特性与传感性能，重点讨论其灵敏度、选择性、恢复时间和长期稳定响应等关键指标。功能材...
Application of Silicon Nanowire Field Effect Transistor (SiNW-FET) Biosensor with High Sensitivity.
硅纳米线（SiNWs）是一类一维半导体纳米材料，在生物医学传感领域具有良好应用前景。其优异的电子特性可提高生物传感器检测灵敏度。将 SiNWs 与场效应晶体管（FETs）结合，可形成兼具高灵敏度、目标选择性、实时性和无标记检测能力的特殊生物传感器。近年来，SiNW-FETs 在生物医学检测中受到广泛关注。本文系统评述了 SiNW-F...
An Ultrasensitive Norfentanyl Sensor Based on a Carbon Nanotube-Based Field-Effect Transistor for the Detection of Fentanyl Exposure.
阿片类药物危机已成为全球公共卫生问题，近年来合成阿片类药物尤其是非法芬太尼成为过量死亡的主要驱动因素。迫切需要一种高灵敏、便携且低成本的检测工具，以快速判断芬太尼的存在及其相对威胁。本研究开发了一种基于半导体富集（sc-）单壁碳纳米管（SWCNT）的场效应晶体管（FET）生物传感器，并通过去甲芬太尼（norfentanyl）抗体对其...
CNT and Graphene-Based Transistor Biosensors for Cancer Detection: A Review.
癌症早期诊断的关键在于在肿瘤发展初期识别恶性病变，从而降低死亡率并提高生存率。癌症生物标志物在判断癌细胞分期、监测肿瘤生长和评估治疗效果中发挥重要作用。传统癌症检测方法常涉及耗时的核酸扩增、靶标检测和复杂处理流程，难以满足快速筛查需求。生物传感器正成为癌症检测的有前景诊断工具，其中碳纳米管（CNT）和石墨烯基晶体管生物传感器凭借独特...
Ultrasensitive Silicon Nanowire Biosensor with Modulated Threshold Voltages and Ultra-Small Diameter for Early Kidney Failure Biomarker Cystatin C.
急性肾损伤（AKI）常见且死亡率高，半胱氨酸蛋白酶抑制剂C（Cys-C）作为早期肾衰标志物可用于检测和预防急性肾损伤。本文研究基于硅纳米线场效应晶体管（SiNW FET）的生物传感器，用于Cys-C定量检测。通过间隔层图像转移（SIT）工艺和沟道掺杂优化提高灵敏度，在8英寸CMOS平台设计制造晶圆级、高可控SiNW FET，SiNW...
Advancement in COVID-19 detection using nanomaterial-based biosensors.
2019冠状病毒病（COVID-19）大流行凸显病毒传播对全球生物安全的重大威胁。早期检测和治疗是控制疫情的关键。严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）目前主要依靠常规分子方法检测，但这些方法耗时长、依赖高技能人员、昂贵设备和生化试剂，且检测准确性有限，难以满足应急需求。纳米材料与生物技术的交叉进展，尤其是纳米材料基生...