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，...
生物电子学利用电子器件在生物界面进行信号转导，其微型化促进了与生物系统的无缝集成，并带来新的科学和技术机遇。纳米线器件可形成尺寸更小、几何形状独特的探测器，能够到达常规技术难以触及的界面，从而在降低侵入性的同时提高灵敏度。本综述聚焦纳米线赋能的生物电子学：首先概述半导体纳米线的合成研究，通过控制结构、组成和掺杂实现生物电子器件的关键...
细胞因子是由免疫细胞分泌的蛋白质，可促进细胞信号转导，并参与细胞增殖、死亡与修复。作为免疫调节因子，细胞因子过量分泌会引发失控性炎症，攻击正常细胞。鉴于细胞因子的上述特性，在体内监测其分泌水平对医学和生物学研究具有重要价值。本综述系统报道了细胞因子检测的最新研究进展，重点介绍基于适配体的适配体传感器。适配体是具有稳定三维结构的单链核...
本研究开发了一种纳米带生物传感器（NRBS），用于识别模拟并类似于与结直肠癌相关的miRNA-17-3p的合成DNA。该纳米带生物传感器的传感元件是基于绝缘体上硅（SOI）纳米结构的纳米芯片，芯片包含10条纳米带阵列，并采用自上而下技术进行设计。为实现对miRNA-17-3p的生物特异性识别，纳米芯片表面修饰了针对miRNA-17-...
二硫化钼（MoS2）具有 1.3 eV（间接）至 1.9 eV（直接）的可调带隙，使其适合作为场效应晶体管（FET）导电沟道；其表面电势高度敏感，使 FET 可在湿态条件下直接固定并检测生物分子，适用于生物传感器。本文首次报道化学气相沉积（CVD）生长的 MoS2 FET 传感器在磷酸盐缓冲液和水中发生降解，导致检测出现假阳性响应。...
重金属污染随人口增长和工业化加剧，已成为公共健康与环境安全的重要问题。重金属离子（HMI）即使在低浓度下也具有毒性，因此需要快速、连续监测。在现有 HMI 检测传感器中，场效应晶体管（FET）传感器因可实现快速、实时电学检测而具有潜力。本综述旨在简要回顾过去十年中，不同半导体基底在用于 HMI 检测的化学传感器和生物传感器 FET ...
生物传感器建模对设计阶段具有重要意义。主流器件仿真软件（如Silvaco）缺乏针对生物受体模拟的充分资源，而生物体系的高度复杂性使建模需要生物化学、生物传感器技术和电子器件（如场效应晶体管FET）的交叉知识。本文提出一种用于酶-FET生物传感器的解析模型，基于零级、一级或二级反应，计算产物浓度随时间的变化。该数学模型与一个实验葡萄糖...
新冠疫情由严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引起，早期诊断与隔离对控制疫情至关重要。现有核酸检测方法对样品质量和实验室条件要求较高，难以满足灵活应用需求。本文报道一种激光诱导石墨烯场效应晶体管（LIG-FET）用于检测SARS-CoV-2。该器件通过不同还原度的激光诱导石墨烯制备，形成牡蛎礁状多孔石墨烯通道，以富集...
冠状病毒病（COVID-19）是由严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引发的全球公共卫生危机。实时逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）是诊断COVID-19的金标准，虽然准确性高，但需要高度训练人员且周转时间长。快速廉价的免疫诊断（抗原或抗体）检测已可用，但这些即时检测（POC）测试准确性不及RT-PCR。生物传感器是...
氨基酸（AAs）是揭示生命起源的关键小分子，在生物体中发挥重要作用，但其对映体的便捷区分长期是分析化学难题。受生物分子与氨基酸对映体之间立体匹配效应启发，本文首次开发了基于扩展栅金属-氧化物-半导体场效应晶体管（EG-MOSFET）的高灵敏手性传感平台，用于氨基酸对映体区分。牛血清白蛋白（BSA）自组装于沉积金表面，形成扩展栅（EG...