本文报道了一种基于氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）的无标记、快速、特异性HER2抗原检测生物传感器。利用硫醇化学将HER2抗体固定于传感器金栅极传感区，拉曼光谱在约260 cm−1处确认金–硫复合物的形成，傅里叶变换红外光谱和原子力显微镜进一步证实硫醇及游离羧基的功能化。芯片上酶联免疫吸附试验（ELISA）用于确认抗体...
快速准确识别病原体对控制新发传染病至关重要。现有核酸检测虽可用于新冠诊断，但病毒RNA不稳定，易因操作不当导致假阴性；基于S1抗原的快速检测也因临床样本病毒载量下降而出现假阴性。有机场效应晶体管（OFET）若将受体分子有效整合到导电通道中，可实现高灵敏检测。本文提出以血管紧张素转换酶2（ACE2）作为SARS-CoV-2受体，构建O...
场效应晶体管（FET）从实验室走向临床为生物医学提供了强有力推动，但无需 PCR 的超灵敏、及时病原体识别仍是长期挑战。本文构建了一种通用检测平台“CRISPR-FET”，首次将 CRISPR/Cas13a 系统整合到 FET 模式，用于加速、无扩增检测病毒 RNA。与传统携带靶标特异性受体的 FET 不同，该传感器具有三项独特进展...
外泌体因其在细胞中的生物学功能而受到关注，并有望用于癌症早期诊断。已有研究报道外泌体与胰腺癌、腹膜后纤维化、肥胖、神经退行性疾病和动脉粥样硬化等多种疾病相关。特别是，外泌体可作为癌症诊断生物标志物，并可在唾液、尿液、腹膜液和血液等生物流体中检测到。因此，外泌体具有癌症液体活检优势，可克服当前癌症组织活检的局限。已有研究报道了外泌体分...
新冠疫情引发组织范式转变，其短期与长期影响尚未被充分理解。本文综述以纳米材料为基础，用于SARS-CoV-2预防、检测、诊断和治疗的多种方法。纳米结构按维度可分为纳米颗粒、量子点、纳米线、碳纳米管、薄膜和纳米复合材料，可通过自上而下和自下而上方法制备。纳米材料高比表面积使其适合构建高灵敏电荷/场传感器，包括电学、化学、光学和气体传感...
生物传感技术是即时检测（POCT）的关键需求。为测量生物现象，常需确定分子电荷与质量、氧化还原电位和折射率等物理参数。在众多技术中，生物耦合栅场效应晶体管（Bio-FET）作为电位型生物传感器极具潜力，因为它能在微型器件中直接检测离子和生物分子电荷，实现无标记、实时电学读出。然而，若要扩大 Bio-FET 在生物传感中的应用，仍需重...
与传统平面表面固定DNA探针相比，基于纳米颗粒的DNA探针可锚定更多RNA分子，从而提高检测灵敏度。本文报道了一种磷酰胺吗啉寡聚物（PMO）接枝石墨烯量子点（GQDs）修饰的还原氧化石墨烯（RGO）场效应晶体管（FET）生物传感器，用于超灵敏检测外泌体微小RNA。在制备RGO FET传感器后，将聚赖氨酸（PLL）膜沉积于RGO表面；...
随着冠状病毒快速传播和多代变异，快速药物研发变得迫切。解决该问题的主要障碍是在分子水平上充分构建细胞膜，以便在体外定量观察细胞对病毒和药物分子的响应，缩短药物实验周期。本文提出一种基于支持脂质双层（SLB）的芯片生物传感器，用于快速、无标记地筛选有效抑制药物。作者制备了扩展栅电极，并通过嵌入血管紧张素转换酶2（ACE2）受体的SLB...
微囊藻毒素-LR（MC-LR）是蓝藻水华产生的肝毒素，长期低浓度暴露可促进肝癌发生。本研究开发了一种基于表面增强拉曼散射（SERS）和场效应晶体管（FET）双传感模式的新型生物传感器，采用金纳米粒子（AuNPs）/石墨烯复合材料作为传感材料。在SERS模式下，通过MC-LR适配体与MC-LR的特异性结合获得MC-LR的拉曼指纹谱，并...
数十年来，乙酰胆碱（Ach）一直被认为是阿尔茨海默病、帕金森病、亨廷顿病和精神分裂症等多种退行性脑疾病的关键生物标志物。本文提出了一种聚苯胺（PAni）接枝石墨烯基场效应晶体管（PGFET）的晶圆级制备方案，并将其用于流动体系中 Ach 的高灵敏、可靠实时监测。接枝 PAni 为酶固定化提供了适宜的静电结合位点，并在 pH 3–9 ...
尽管基于纳米材料的场效应晶体管（FET）作为快速诊断工具受到广泛关注，但由于稳定性、可靠性、重现性和可规模化量产不足，FET 传感器在临床应用中仍面临挑战。本文提出一种远程浮栅（RFG）FET 构型，以消除二维还原氧化石墨烯（rGO）传感表面的器件间差异，并抑制溶液界面大部分不稳定性。通过系统研究不同 rGO 厚度、覆盖率和还原温度...
基于场效应晶体管的生物传感器（bio-FET）有望实现医疗、临床诊断和食品工业中多种分析物的高灵敏、高选择性快速检测，但电学稳定性等问题仍制约其技术转化。本文在聚酰亚胺柔性基底上制备了以去离子水为栅介质的铝掺杂氧化锌（Al:ZnO）薄膜晶体管生物传感器，并建立了确定器件工作范围的电化学表征方法。Al:ZnO通道长宽比为12.35、厚...
场效应晶体管（FET）生物传感器基于金属氧化物场效应晶体管，通过生物分子反应诱导的表面电荷变化实现门控。多数FET生物传感器在反应后难以重复使用，因此开发结构简单、成本低且可重复使用的生物传感器具有重要意义。然而，传统心肌肌钙蛋白I（cTnI）检测方法因灵敏度低、操作时间长和成本高而难以满足需求。本研究开发了一种基于扩展栅场效应晶体...
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...