2019冠状病毒病（COVID-19）由严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引起，给人类社会造成重大灾难。尽管逆转录-聚合酶链反应（RT-PCR）是检测SARS-CoV-2最有效的方法，但其检测时间长、依赖专业人员、仪器昂贵且需要实验室条件，限制了广泛应用。本综述系统总结了基于表面增强拉曼散射（SERS）、表面等离子...
腺苷三磷酸（ATP）与某些疾病的发生发展密切相关，痕量ATP检测对疾病诊断和药物研发具有重要意义。石墨烯场效应晶体管（GFET）已被证明是快速、准确检测小分子的有前景平台，但德拜屏蔽限制了其在真实样品中的高灵敏检测。本文报道了一种用于超灵敏检测ATP的三维皱褶石墨烯场效应晶体管（3D WG-FET）生物传感器。该传感器通过热收缩聚苯...
多巴胺是中枢神经系统中重要的儿茶酚胺类神经递质，即使浓度极低也发挥关键作用。已有研究利用场效应晶体管（FET）传感器快速、准确检测多巴胺水平，但传统方法的多巴胺灵敏度通常低于11 mV/log[DA]，因此需要提高FET多巴胺传感器的灵敏度。本研究提出一种基于绝缘体上硅（SOI）衬底的高性能多巴胺敏感生物传感器平台。该平台由双栅FE...
与传统临床诊断方法相比，基于场效应晶体管（FET）的生物传感器具有响应快、易于微型化和集成、适合高通量筛选等优势，在生物标志物检测平台中展现出巨大技术潜力。本综述主要总结FET生物传感器的最新进展。首先概述面向高灵敏检测的生物传感器设计策略，包括器件结构、功能化方法和所用半导体材料。在此基础上，综述重点讨论以下方面：基于单一生物传感...
近年来，随着神经科学与生物医学检测需求提升，高灵敏、高选择性神经递质生物传感器受到广泛关注。实时监测神经递质对神经系统和心血管疾病的早期预防、诊断与疗效评估具有重要意义。本文综述了适配体生物传感器技术的最新进展，重点总结用于提升传感器性能与选择性的多种生物材料，包括金基、金/金属混合、石墨烯基、石墨烯/金混合以及聚合物/金属混合体系...
场效应晶体管（FET）因无标记、操作简便、成本低、易集成，并可在液相环境中直接检测生物标志物，被视为下一代生物传感器最有前景的候选平台。随着纳米技术与生物技术的快速发展，研究者正通过多种策略提升 FET 生物传感器的灵敏度，并拓展其在疾病诊断、实时监测和现场检测中的应用场景。本文聚焦跨学科技术细节，从四个方向系统综述二维材料基 FE...
钾离子是维持生物系统体液与电解质平衡、调节生理功能的重要矿物质，其浓度异常与多种疾病相关。由于人体内钾浓度低且需精确稳定，开发高效钾选择性传感器受到广泛关注。本文提出一种基于非晶铟镓锌氧化物（a-IGZO）共面栅薄膜晶体管的高性能钾选择性场效应晶体管生物传感器平台，利用含钾选择性膜的扩展栅与电阻耦合效应。该传感器在 KCl 溶液中检...
二维材料生物传感器因高灵敏度受到广泛关注，其中单层二硫化钼（MoS2）凭借半导体性质成为新型生物传感平台。然而，将生物探针通过化学键合或随机物理吸附直接固定于 MoS2 表面，可能降低器件导电性与灵敏度。本文设计了一类由甘氨酸和丙氨酸重复序列构成的自组装肽，使其以非共价方式在电化学 MoS2 晶体管表面自发排列成单分子厚纳米结构，作...
胶质瘤是最常见的原发性脑肿瘤，预后差且死亡率高。目前其诊断与监测主要依赖影像学检查，但信息有限且需要专家判读；组织活检虽可定级，却属侵入性操作。液体活检通过检测体液中的肿瘤标志物，可作为微创、实时的替代或补充手段，但常规采样与检测方法在敏感性和实时分析能力上不足。本文是一篇综述，聚焦胶质瘤相关的诊断、预后和预测生物标志物，系统梳理了...
高电子迁移率晶体管（HEMT）生物传感器有望实现无标记、实时和直接检测。得益于二维电子气（2DEG）的独特性质，HEMT能够放大生物分子引入后电位变化引起的电流变化，因而对表面电荷高度敏感。本综述系统讨论了AlGaN/GaN和AlGaAs/GaAs HEMT作为生物传感器在不同栅极架构中的最新进展，阐述了其基本工作机制，并给出关键实...
基于二维材料的场效应晶体管（FET）因电学性能优异、带隙可调、比表面积高、无标记检测及可微型化等优势，成为有前景的生物传感器。然而，FET 生物传感器在液体环境中保持高电学性能与稳定性仍是实际应用的关键。本文开发了一种高性能 InSe-FET 生物传感器，并用于临床样品中乳腺癌生物标志物 CA125 的检测。该 InSe-FET 与...
室温下理想的生物传感器材料应具备极大的单位质量比表面积，并能利用量子力学特性，石墨烯及其他二维（2D）材料符合这一设想。该文综述了石墨烯和二维材料用于生物分子传感的科学基础与应用进展。不同尺寸和类型生物分子的检测通常通过生物分子与二维材料表面相互作用，调制材料中的电荷密度或电流，并表现为电容或电阻等阻抗参数的变化。二维材料有望实现单...
21世纪出现了流感、埃博拉、寨卡及SARS-CoV-2等高度传染性病毒，并引发全球疫情。由于部分疾病缺乏有效药物和疫苗，且现有病毒检测方法耗时长、成本高、操作复杂，甚至可能出现假阴性或假阳性，早期快速检测对救治患者至关重要。本文系统综述了基于生物传感器检测包括COVID-19在内的流行病毒的最新进展。生物传感器将抗体、酶或DNA等生...
卵巢癌死亡率高且肿瘤异质性强，早期诊断困难。本研究报道了一种基于绝缘体上硅（SOI）纳米线结构的生物传感器（SOI-NW biosensor），用于检测与卵巢癌发生相关的微小RNA（miRNA）。该传感器芯片表面制备有宽3 µm、长10 µm的硅纳米线阵列，采用与CMOS工艺兼容的自上而下方法制造。与目标miRNA互补的寡核苷酸探针...
本文报道了一种基于背栅场效应晶体管（BGFET）的高灵敏柔性葡萄糖传感器，可作为新型非酶血糖检测试纸条。作者采用水热法合成还原氧化石墨烯（rGO）负载的氧化铜（CuO）空心球（rGO/CuO–NHS），其空心微球壳层由纳米结构组成，具有多孔、高比表面积和快速电荷转移特性。将 rGO/CuO–NHS 滴涂在柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯（P...
病毒感染对人类健康和社会福祉构成严重威胁，新冠疫情即为例证。为控制病毒传播，亟需对感染者进行早期检测与隔离。得益于纳米材料优异且独特的理化性质，已开发大量生物传感器，通过灵敏、微创和简便的方式实现病毒疾病的早期诊断。在此背景下，基于碳纳米管（CNT）的病毒检测技术正被开发为现有诊断方法的可行替代方案。本文系统总结了近十年来基于CNT...
人体尿液样本具有无创、易获取且含有多种健康指示成分的特点，因此是辅助诊断常见临床疾病的重要模板。传统尿检常用试纸、尿培养和显微镜检查，其中试纸因简便、低成本、快速而最普及，但在灵敏度、选择性、可重复性和疾病定量评估方面存在局限。多种生物传感器技术有望克服这些限制，发展为即时检测(POC)应用。本文综述可用于识别试纸法常规尿液生物标志...
本研究采用简单、快速、可靠的喷笔沉积法制备单壁碳纳米管（SWCNT）网络场效应晶体管（FET）薄膜，用于电子应用。该研究旨在开发一种制备随机 SWCNT 薄膜的方法，并将其作为换能器用于生物传感中检测人血清白蛋白（HSA）。随机 SWCNT 网络通过喷笔技术沉积，利用原子力显微镜（AFM）和场发射扫描电子显微镜（FESEM）表征 C...
抗生素是治疗细菌感染的重要工具，但抗生素污染已成为威胁人类细菌感染有效治疗的严重问题，水体中抗生素检测因此成为生物分析领域的关键研究方向。目前仍迫切需要一种简单、超灵敏的方法，以在低浓度下准确检测抗生素。本文开发了一种基于超洁净石墨烯和适配体的场效应晶体管（FET）生物传感器，用于四环素（tetracycline, TET）的超灵敏...
高性能、低功耗场效应晶体管（FET）是集成电路发展的基础，因此需要寻找更优的薄膜沟道材料并改进器件结构。二硫化钼（MoS2）具有天然二维原子层结构、大比表面积和优异光电性能，被视为下一代电子器件的候选材料。然而，MoS2 的原子级厚度使其接触界面和介电界面对器件性能影响显著。本文围绕 MoS2 FET 的主要性能提升策略展开综述，包...