为遏制新冠疫情，研究者竞相开发严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）检测平台。场效应晶体管（FET）因高灵敏度和快速检测能力而具有潜力。本文研究了一种基于石墨烯的FET生物传感器，其换能器为硼氮共掺杂氧化石墨烯凝胶（BN-GO gel），表面功能化核衣壳蛋白抗体，用于在缓冲液中检测SARS-CoV-2核衣壳（N）蛋白。...
基于过渡金属二硫化物（TMDC）的场效应晶体管（FET）因高灵敏度和适中带隙而作为生物传感器受到重视，但其性能高度依赖 TMDC 材料质量及表面受体取向。受体无序取向以及功能化时跨越德拜屏蔽长度造成的屏蔽问题是该领域重大挑战。为解决这些问题，作者将高质量单层二硒化钨（WSe2）与设计的芘基受体结构单元结合，实现其在 WSe2 FET...
近期新冠疫情暴发迫切需要开发无标记、高灵敏、快速、准确且低成本的 SARS-CoV-2 病毒生物传感器。本研究报道了一种基于全栅无结场效应晶体管（GAA-JLFET）的无标记电学检测方法，利用病毒刺突蛋白、包膜蛋白及病毒 DNA 的介电常数和电荷特性实现高灵敏实时生物传感。GAA-JLFET 因栅控能力强、可垂直堆叠、与现有工艺兼容...
绝缘体上硅（SOI）纳米线/纳米带场效应晶体管（FET）生物传感器是实时、无标记、高灵敏检测多种生物颗粒的电子检测平台。在样品分析物浓度较低时，目标颗粒向传感元件的扩散输运是检测的主要限制之一。介电泳（DEP）操控生物颗粒是克服该限制的有效技术。本研究采用 TCAD 器件模拟，分析嵌入 DEP 电极的 SOI-FET 传感器中电场梯...
开发便捷、准确的SARS-CoV-2抗原检测和血清学检测对控制新冠疫情至关重要。本文报道了一种改进的氧化铟（In2O3）纳米带场效应晶体管（FET）生物传感器平台，可同时检测SARS-CoV-2抗原和抗体。该FET生物传感器采用基于掩模的无光刻、可扩展且低成本工艺制备，由In2O3沟道和新型稳定酶报告系统组成。传感过程中，碱性磷酸酶...
本文提出一种用于生命科学应用的新型混合微流控电子传感平台，将电子传感器与微流控结构集成。该传感器具有0.7 mm2的大传感面积，采用开放栅结型场效应晶体管（OG-JFET）工艺实现。所提出的OG-JFET传感器带有背栅，允许将生物和化学样品直接引入器件顶部以感应电荷。本文介绍了与OG-JFET芯片集成的PDMS微流控结构的设计与实现...
基于微控制器的智能电子设备推动了可穿戴技术的发展，这类设备可在贴近体表时处理生理信息，为佩戴者提供即时生物反馈。市售可穿戴设备多检测手势、皮肤电导等可观察特征；而基于电化学生物传感器的技术则要求生物标志物同时与生物识别元件和电极表面接触，并在界面发生电子转移。非侵入性是可穿戴技术的核心，因此皮肤成为实时监测的常见靶组织。然而，并非所...
报道一种新型多变量传感系统，将场效应晶体管与基于光纤的表面等离子共振光谱相结合，栅极电极同时充当光纤传感表面。该双模传感器可在同一传感表面上区分结合分析中的质量与电荷贡献。作者通过研究光纤面积与晶体管沟道面积之比及距离的影响优化传感器几何结构，表明较大的光纤端面直径有利于电子和光学信号，并证明施加电场后表面等离子体共振波长偏移的可逆...
硅纳米线（SiNW）场效应晶体管（FET）已被开发为高灵敏、无标记的生物分子传感器。其检测原理是间接的：通过测量晶体管电流变化来检测生物分子，电流变化由生物分子产生的电场引起。本研究结合纳米光刻、化学功能化、电学测量和分子识别方法，将 SiNW 晶体管测得的电流与纳米线表面发生的特定分子识别事件相关联。作者采用氧化扫描探针光刻（o-...
本文报道了一种基于硅的电解质栅晶体管（Si-EGT）用于花生过敏原（PAs）的超灵敏无标记检测。器件采用自上而下工艺制备，具有低阈值电压约0.7 V、亚阈值摆幅小于70 mV/dec、栅极漏电流小于10 pA等优良本征电学特性。通过表面功能化并在栅极表面固定花生过敏原抗体，实现对Ara h1和Ara h3的选择性识别。电压相关灵敏度...
面对新冠疫情持续暴发，诊断检测能力不足威胁疫情控制。实时逆转录聚合酶链反应（real-time RT-PCR）虽是病毒检测金标准，但因集中检测与周转时间长，难以在紧急疫情中及时反映疫情现状。因此，在疫苗尚未广泛部署的国家，需要快速筛查工具以遏制传播。本文提出一种基于双电层（EDL）栅场效应晶体管生物传感器（BioFET）的唾液法新冠...
低成本、快速且准确的病毒检测技术在减少病毒传播中发挥关键作用。及时准确的检测有助于及时治疗与隔离感染者，从而降低大规模传播风险。然而，传统病毒检测方法常存在响应慢、成本高或流程复杂等问题。近年来，二维材料因其比表面积大、可与生物分子发生活性表面相互作用且易于表面功能化，成为高性能化学与生物物质检测的有前景传感平台。此外，二维材料具有...
随着疫情等压力源增加，管理压力水平日益重要。皮质醇是临床确认的压力激素，与抑郁和焦虑相关，并影响身心状态。现有皮质醇监测方法需要专业人员、大型复杂仪器和较长数据分析时间。本文报道一种柔性可穿戴皮质醇适配体传感器，用于简单、快速的皮质醇实时监测。传感通道通过电纺聚丙烯腈(PAN)纳米纤维并气相沉积羧基化聚(3,4-乙撑二氧噻吩)(PE...
SARS-CoV-2变异株可能增加传播力和毒力，或降低现有疫苗效果，但现有生物传感器多靶向易突变的病毒组分，难以筛查变异株。ACE2是所有已知SARS-CoV-2变异株共享的病毒受体，可作为替代识别策略。本文设计了一种高灵敏、便携式的基于病毒受体的COVID-19筛查生物传感器，并采用双栅场效应晶体管（dual-gate FET）克...
脑脊液（cerebrospinal fluid, CSF）漏出若未能及时检出，可能引发危及生命的并发症。然而，目前通过检测β2-转铁蛋白（beta2-transferrin, β2-Tf）来确认CSF漏出的金标准凝胶电泳方法需要3–6小时，且操作劳动密集。为此，作者开发了一种用于快速识别CSF漏出的新型β2-Tf检测平台。该平台采用...
血清素（5-HT）水平波动是多种神经系统疾病的重要表现，因此需要高灵敏度、高选择性、低成本且响应快速的5-HT监测方法。氧化锌（ZnO）场效应晶体管（FET）具有低噪声、高开关比等优势，但其响应非线性明显，且缺乏改善非线性的研究。本文提出一种嵌入栅极电极包覆FET沟道的ZnO纳米棒FET生物传感器，以改善电解质中电场线分布均匀性，提...
本研究提出并验证了一种基于碳纳米管（CNT）场效应晶体管（FET）的电学生物传感器，用于快速、选择性检测严重急性呼吸综合征冠状病毒 2（SARS-CoV-2）。器件以柔性聚酰亚胺（Kapton）为基底，采用溶液法沉积 99% 半导体性 CNT 网络，并通过光刻与蒸镀制备 Cr/Au 电极，使用 AZ1518 光刻胶封装以降低栅极漏电...
基于电学方法的生物传感器正朝着快速、高效检测方向发展，以提升器件性能。纳米科学与材料科学的持续进展使纳米材料特性与生物传感器演化趋势相契合，纳米杂化材料被用于构建具有更好检测策略的生物传感器。在此背景下，二氧化钛（TiO2）纳米材料因生物相容性、电学稳定性、低成本和易合成等优势，在电学生物传感器构建中受到广泛关注。作为电学换能材料，...