本研究采用原子力显微镜局部阳极氧化（AFM-LAO）结合湿法化学刻蚀制备了由5根和10根硅纳米线（SiNW）组成的阵列，并使用不同浓度的四甲基氢氧化铵（TMAH）和异丙醇（IPA）进行刻蚀，使所得 SiNW 在尺寸和表面粗糙度上存在差异。随后，通过 3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）和戊二醛对 SiNW 表面进行功能化，固定 2...
结核分枝杆菌（MTB）主要通过人际传播引起结核病，但传统检测方法难以满足实际筛查需求。硅纳米线场效应晶体管（SiNW-FET）生物传感器在结核检测中前景良好。本研究开发了一种增强型SiNW-FET生物传感器，用于快速、灵敏检测MTB，并对传感器表面功能化参数进行了探索与优化。该传感器对蛋白的检测限为0.01 fg/mL，电流变化值在...
本文提出一种用于绝对pH传感器的综合解析模型，并给出数值仿真结果，旨在解决氧化层降解（传感界面劣化）对ISFET性能的影响以及如何实现离子活度绝对测量等关键问题。作者基于解析方程并在MATLAB中实现数值实验，重点分析耗尽层宽度随pH的变化，比较SiO2与HfO2两种介电材料。结果表明，传感器耗尽层宽度受pH强烈影响，且HfO2相比...
作者制备了基于绝缘体上硅（SOI）结构的纳米丝带芯片（SOI-NR芯片），其表面通过共价固定寡核苷酸分子探针（oDNA探针）进行敏化，用于检测人胶质瘤相关环状核糖核酸（circRNA）分子标志物。探针序列与目标分子互补，目标分子为胶质瘤标志物NFIX环状RNA（circNFIX）的合成寡脱氧核糖核酸（oDNA）类似物。实验首先在纯缓...
自2019年12月新冠疫情暴发以来，开发用户友好、便携、快速、低成本的医疗检测设备成为筛查重点。现有RT-PCR、抗原–抗体检测和CT扫描可快速诊断感染者，但存在操作繁琐、耗时长、依赖中心实验室、低病毒载量假阴性及CT特异性不足等局限，因此需要辅助或补充诊断指标。临床研究显示，感染介导的临床生物标志物，尤其是促炎细胞因子和急性期蛋白...
新冠疫情等快速传播的传染病迫切需要能够及时检测和识别病原体的有效生物传感器。基于半导体二维（2D）材料的场效应晶体管（2D-FET）因原子级薄通道中任何扰动都会显著影响其电子输运性质，被认为是快速无标记传感的潜在候选。本文报道了基于半导体过渡金属二硫化物（TMDC）二硒化钨（WSe2）的 FET 作为体外快速、灵敏检测 SARS-C...
场效应晶体管（FET）可通过表面固定特异性生物识别元件实现多种分析物的快速准确检测，但半导体传感通道在生理条件下长期电学稳定性不足，常用 Al2O3 或 HfO2 钝化虽可保护通道，却增大目标与导电通道距离并因德拜屏蔽降低信号。本研究制备了无需钝化、在磷酸盐缓冲液（PBS）中具有高稳健性的 In2O3 纳米线 FET 器件，作为生物...
基于半导体的场效应晶体管（FET）因其对表面吸附具有高度敏感的界面，已被证明是极具潜力的传感增强器件，并由此应用于传感器和生物传感器。半导体材料具有宽泛的可识别固定范围、高灵敏度、对固态检测的高一致性，以及与其他微流控模块集成的能力。本综述聚焦于面向临床应用的半导体界面FET生物传感器的最新进展，从传感器设计的基本界面结构出发，系统...
C反应蛋白（CRP）是一种急性期反应蛋白，在炎症/感染急性期由脂肪细胞和巨噬细胞产生的白细胞介素-6等炎症细胞因子刺激下进入血液。CRP检测被广泛用作急性和慢性炎症疾病的代表性标志物。随着诊断技术提高，CRP不仅作为传统生物标志物，也被用于多种疾病。现有商业化CRP检测以酶联免疫吸附试验（ELISA）为主，ELISA选择性和灵敏度高...
场效应晶体管（FET）生物传感器因高灵敏度、可微型化、分子级极低检出限、可与互补金属氧化物半导体（CMOS）技术集成以及无标记检测等优势，被广泛用于疾病筛查中的无标记生物分子传感。尽管FET传感器可针对多种疾病，传染病检测仍对更高精度和集成化提出迫切需求，以实现诊疗现场（PoC）诊断。新冠疫情凸显了快速、特异、可靠居家检测设备的全球...
乳酸是重要有机分子，在人体缺氧时经厌氧代谢过量产生，其浓度与出血、呼吸衰竭、缺血等医学状况相关。本文报道一种石墨烯基乳酸生物传感器，用于检测缓冲液和血浆中L-乳酸浓度。器件活性表面石墨烯通过乳酸脱氢酶（LDH）功能化，并采用Nafion、壳聚糖和戊二醛构建固定化基质，以保证酶稳定性并提高选择性。器件在不同液体中测试浓度范围内呈现线性...
癌症已成为威胁人类健康与生命的主要疾病之一。循环肿瘤DNA（ctDNA）检测作为一种实用的液体活检技术，是癌症诊断、靶向治疗和预后评估的有前景方法。本文首次研究了一种基于均匀尺寸、高响应硅纳米线（SiNW）阵列的场效应晶体管（FET）生物传感器，用于实时、无标记、超灵敏检测PIK3CA E542K突变ctDNA。利用与互补金属氧化物...
COVID-19是由新发现的SARS-CoV-2引起的传染病，传播率极高，已波及全球。由于目前尚无疫苗或特效治疗，隔离仍是主要防控手段，但其有效性依赖于对疑似病例的早期诊断。生物传感器因高灵敏度和优异特异性，成为新型诊断方法的研究热点。与传统诊断相比，纳米生物技术赋予生物传感器更广泛的应用灵活性，使多种分析物能够被这些纳米尺度传感装...
天然细胞膜已被用于包覆纳米材料以实现功能化，但真核细胞器内膜尚未被探索。本文以线粒体为模型细胞器，通过膜囊泡–基底融合过程，将小鼠肝脏来源的线粒体外膜（OMM）包覆到聚合物纳米粒和场效应晶体管（FET）表面。所得OMM包覆纳米粒（OMM-NPs）可结合靶向OMM的Bcl-2抑制剂ABT-263，在体外保护细胞免受ABT-263诱导的...
二维二硫化钼（MoS2）薄膜晶体管在生物传感中应用广泛，但器件与生物溶液的兼容性及可重复使用性仍不足。本文采用简单图案化化学气相沉积（CVD）方法制备 MoS2 薄膜晶体管阵列，并基于 DNA 四面体探针（DNA-TPs）在独立传感垫上完成一步生物修饰，形成生物分离传感部分。该结构将生物识别界面与半导体器件分离，可减轻生物溶液对 M...
SARS-CoV-2感染的早期诊断对疫情防控至关重要，快速、灵敏的抗原检测是遏制疫情的关键环节。现有核酸检测（NAAT）灵敏度高，但流程复杂、依赖专业设备和人员，且结果回报可能延迟；侧流免疫层析试纸条成本低、适合现场检测，但灵敏度通常不足。本文报道一种基于高纯度半导体单壁碳纳米管（sc-SWCNT）的场效应晶体管（FET）生物传感器...
大肠杆菌是水体细菌污染的重要指示菌。本研究报道了一种基于M13噬菌体修饰还原氧化石墨烯（rGO）的无标记化学电阻生物传感器，用于检测大肠杆菌（Escherichia coli, E. coli）等大肠菌群。M13噬菌体作为生物识别元件固定在rGO通道上，可特异性结合带负电荷的E. coli，从而在传感器中产生栅控效应并引起电阻变化。...
钙是生物体内含量丰富且不可或缺的元素，参与神经、骨骼和肌肉功能并维持神经肌肉兴奋性，但钙含量超标可能损害人体器官。为评价钙离子（Ca2+）水平，作者开发了一种基于非特异性 DNAzyme 的电化学生物传感器（FET/SWNTs/Cazyme），将场效应晶体管（FET）与单壁碳纳米管（SWNTs）的优势相结合，具有使用简便、灵敏度高和...
本研究将家蚕 Bombyx mori 信息素结合蛋白 BmorPBP1 固定在场效应晶体管（FET）的还原氧化石墨烯（rGO）表面，构建用于气味分子的电子生物传感器。在生理 pH 条件下，该传感器对家蚕两种主要信息素 bombykol 和 bombykal 表现出良好的亲和力与特异性；在测试的其他气味物中，仅丁香酚产生较强信号，而芳...
寡核苷酸受体（适配体）在识别靶标时发生构象变化，与场效应晶体管（FET）偶联后可在高离子强度条件下实现电子生物传感。由于适配体骨架带高负电荷，其性能与靶标灵敏度受离子种类和浓度影响。作者在新近识别的多巴胺适配体 FET 传感器中，于模拟脑细胞外液的人工脑脊液（aCSF）中引入生理浓度的 Mg2+ 和 Ca2+，发现多巴胺响应被显著增...