Label-Free Direct Detection of miRNAs with Poly-Silicon Nanowire Biosensors.
微小RNA（miRNA）在多种疾病诊断和预后中具有重要价值。硅纳米线（SiNW）生物传感器因高灵敏度和快速响应而适用于分子检测。本研究开发了一种多晶硅纳米线场效应晶体管（poly-SiNW FET）器件，用于无标记、无扩增地特异性超灵敏检测 miRNA。该器件采用自上而下互补金属氧化物半导体（CMOS）晶圆工艺制备。单链 DNA（s...
A Graphene and Aptamer Based Liquid Gated FET-Like Electrochemical Biosensor to Detect Adenosine Triphosphate.
本文报道了一种基于石墨烯和适配体的类场效应晶体管（FET-like）电化学纳米生物传感器，用于准确检测极低浓度的三磷酸腺苷（ATP）。石墨烯作为二维导电沟道材料，具有比表面积大、生物相容性好以及可构建表面结合化学等优点。传感器采用一段20碱基的短链DNA适配体作为识别元件，使ATP与适配体的结合发生在电解质磷酸盐缓冲液（PBS）的德...
Selective and Sensitive Sensing of Flame Retardant Chemicals Through Phage Display Discovered Recognition Peptide.
本文报道了一种高选择性、高灵敏度的生物传感器，用于检测环境毒性分子十溴二苯醚（DBDE）。DBDE 是多溴二苯醚（PBDE）类阻燃剂中最常见的同系物之一。作者通过噬菌体展示文库高通量筛选，发现了一种特异性结合 DBDE 的肽受体。该结合肽具有由两个 Trp-His/Asn-Trp 重复单元构成的共识结合口袋，能够以多价方式结合 DB...
Escherichia coli bacteria detection by using graphene-based biosensor.
石墨烯是碳的二维单原子层同素异形体，因其高载流子迁移率、大比表面积和优异电学、光学与物理性质，适合用于传感器。本文提出一种基于石墨烯场效应晶体管（GFET）的大肠杆菌（E. coli）生物传感器，并利用石墨烯电流-电压（I-V）特性建立传感机制模型。该器件以化学气相沉积（CVD）石墨烯为沟道，银（Ag）作源漏电极，硅橡胶绝缘，表面经...
Electronic Olfactory Sensor Based on A. mellifera Odorant-Binding Protein 14 on a Reduced Graphene Oxide Field-Effect Transistor.
本文报道了一种基于还原氧化石墨烯（rGO）场效应晶体管（FET）的嗅觉生物传感器。该器件以蜜蜂（Apis mellifera）气味结合蛋白14（OBP14）作为识别元件，通过连接分子固定在 rGO 栅极表面，用于在水溶液中原位、实时监测多种对蜜蜂具有吸引作用的气味分子。传感器采用无标记检测模式：气味分子与固定化 OBP14 结合后，...
AlGaN/GaN High Electron Mobility Transistor-Based Biosensor for the Detection of C-Reactive Protein.
本文提出一种基于AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）的生物传感器，用于检测C反应蛋白（CRP）。该传感器采用零平衡电路直接测量输出电压，避免使用大型半导体参数分析仪。当CRP与固定在栅极表面的抗CRP抗体发生抗原-抗体反应时，栅极表面电荷发生变化，从而改变AlGaN/GaN异质结二维电子气（2DEG）沟道特性，使传感器输...
Highly sensitive, label-free and real-time detection of alpha-fetoprotein using a silicon nanowire biosensor.
甲胎蛋白（AFP）是一种肿瘤相关胎儿蛋白，可在成人肿瘤细胞中大量表达，是重要的临床肿瘤标志物。硅纳米线（SiNW）生物传感器因具有超高灵敏度、实时响应和无标记检测能力，已成为蛋白生物标志物检测的有力工具。本研究采用自上而下方法制备了基于 SiNW 的场效应晶体管（FET）生物传感器。首先将抗 AFP 抗体共价固定于 SiNW-FET...
A Highly Responsive Silicon Nanowire/Amplifier MOSFET Hybrid Biosensor.
本研究报道了一种由硅纳米线（SiNW）与放大用MOSFET单片集成的混合生物传感器，用于提高场效应晶体管（FET）生物传感器的电流响应。该器件采用常规CMOS工艺制备，具有高密度集成和低噪声性能的潜力。在pH检测中，混合生物传感器的电流响应达到5.74 decades per pH，比单一SiNW传感器高2.5×10^5倍。在带电聚...
Determination of the Thermal Noise Limit of Graphene Biotransistors.
为确定石墨烯生物晶体管的热噪声极限，作者测量了单层石墨烯基面与水性电解质之间的复阻抗。该阻抗以虚部为主，但存在有限实部。基于涨落-耗散定理，作者计算了石墨烯/电解质界面热驱动电压涨落的功率谱密度。结果表明，涨落具有 1/f^p 频率依赖，p 在 0.75 至 0.85 之间，且涨落幅度随石墨烯暴露面积增大而减小，即与面积成反比。该工...
A comprehensive biosensor integrated with a ZnO nanorod FET array for selective detection of glucose, cholesterol and urea.
本文报道一种基于氧化锌纳米棒（ZnO NRs）集成场效应晶体管（i-FETs）阵列的生物传感器，用于同时、高选择性地检测葡萄糖、胆固醇和尿素。传感器由三个独立 FET 通道组成，分别固定葡萄糖氧化酶（GOx）、胆固醇氧化酶（ChOx）和脲酶（Urease），各通道间无交叉干扰。ZnO 纳米棒作为垂直导电通道和酶固定载体，酶促反应产生...
Ultrarapid and ultrasensitive electrical detection of proteins in a three-dimensional biosensor with high capture efficiency.
本文报道了一种用于蛋白质超快、超灵敏电学检测的三维生物电子场效应晶体管（bio-FET）平台。该平台以化学气相沉积石墨烯（CVD Gr）为通道，在其上垂直生长高密度一维氧化锌纳米棒（ZnO NRs）作为传感表面，并用原子层沉积的超薄二氧化钛（TiO2）层包覆以提高电解液稳定性。由于垂直 ZnO NRs 显著增大传感面积、提高探针分子...
Nanoprobes for enhanced electrochemical DNA sensors.
生物传感器是依靠生物识别分子实现选择性生物分析的小型器件，其核心作用是将识别元件与目标分析物偶联，并在复杂样品基质中给出定量浓度信息。它们具有便携、低成本、响应快以及可在原位无需样品前处理等优点。DNA生物传感器在基因组筛查、临床诊断和个性化医疗中具有重要意义。传统基于微阵列和光学检测的DNA测序/筛查方法复杂且昂贵，因此研究致力于...
Detection of Interferon gamma using graphene and aptamer based FET-like electrochemical biosensor.
蛋白质特异性检测对医学诊断和生物医学应用至关重要。干扰素-γ（IFN-γ）与结核易感性相关，是全球重大健康问题之一。为此，作者开发了一种基于DNA适配体的电化学生物传感器，用于高选择性和高灵敏度检测IFN-γ。该传感器在聚二甲基硅氧烷（PDMS）基底上构建单层石墨烯场效应晶体管（FET）类结构，并将IFN-γ适配体固定于石墨烯表面。...
A monocrystal graphene domain biosensor array with differential output for real-time monitoring of glucose and normal saline.
本文提出一种基于单晶石墨烯畴的差分输出生物传感器阵列，用于实现高分辨测量。差分输出结构可消除由石墨烯晶向差异、晶界以及接触电阻和实验过程引起的噪声与波动，从而提高低浓度下的分辨率。作者通过化学气相沉积法制备了毫米级高质量单晶石墨烯畴，并从同一畴中刻蚀出两条相同的石墨烯条带，分别作为场效应晶体管源漏沟道的参考通道和测试通道。实验结果表...
Study of parasitic resistance effects in nanowire and nanoribbon biosensors.
本文研究消除纳米线与纳米带生物传感器中寄生电阻影响的传感器设计方法。针对高表面体积比纳米带场效应生物传感器在液体环境中因钝化区和接触电阻形成寄生电阻、导致短通道灵敏度下降的问题，作者采用多晶硅纳米带生物传感器进行pH测量，证明传感窗口长度缩短会使灵敏度降低。当pH从9变化到3时，传感窗口长度从51 μm减至11 μm，归一化电导变化...
Silicon nanowire biosensor for highly sensitive and multiplexed detection of oral squamous cell carcinoma biomarkers in saliva.
硅纳米线（SiNW）场效应晶体管（FET）生物传感器已可作为直接检测疾病相关生物标志物的有力工具，但在真实样品中实现多重检测仍具挑战。白介素8（IL-8）和肿瘤坏死因子α（TNF-α）是口腔鳞状细胞癌（OSCC）的两个典型生物标志物。本研究利用自上而下光刻技术制备SiNW FET传感器，并开发了一种用于唾液中IL-8和TNF-α检测...
Micro- and nano-structure based oligonucleotide sensors.
本文综述了基于微纳结构的寡核苷酸检测与定量技术。此类器件具有体积小、坚固便携、可与现代CMOS电子兼容并易于集成到手持设备中、适合大规模生产等优点，因此相比其他寡核苷酸检测方法更适于商业化，并有望用于即时医疗（POC）或现场检测（OST）。文章讨论了微纳结构传感器的优势，并系统介绍了迄今发展的多种寡核苷酸检测技术，包括体声波（BAW...
Highly Sensitive and Selective Field-Effect-Transistor NonEnzyme Dopamine Sensors Based on Pt/Conducting Polymer Hybrid Nanoparticles.
多巴胺（DA）是儿茶酚胺类神经递质，在脑回路、神经可塑性、应激反应及心血管和肾脏功能中起关键作用；中枢神经系统 DA 水平异常与精神分裂症、帕金森病、注意缺陷多动障碍/注意缺陷障碍等相关。临床浓度很低，血浆、尿液和单个肾上腺嗜铬细胞中分别约为 nm、µm 和 fm 级，因此快速高灵敏检测 DA 对神经疾病诊断重要。本文报道了一种基于...
Electrochemical sensing of microRNAs: avenues and paradigms.
自秀丽隐杆线虫中首次发现microRNA（miRNA）lin-4以来已过去二十年。近二十年来，miRNA研究受到极大关注。miRNA是一类天然非编码RNA，通过转录后调控基因表达，并已在多种疾病中显示表达失调。由于其表达谱可反映病理状态，miRNA近年被提出作为疾病发生、预后、风险以及不同癌症分型的生物标志物。因此，建立疾病相关mi...
Highly sensitive silicon nanowire biosensor with novel liquid gate control for detection of specific single-stranded DNA molecules.
本研究报道了一种基于液体栅极控制的硅纳米线生物传感器，用于检测特定单链DNA（ssDNA）分子。器件采用常规光刻结合电感耦合等离子体干法刻蚀工艺制备。在引入DNA前，通过pH 2至14的系列稀释验证了器件对pH的线性响应。随后对传感器表面进行硅烷化，并使用(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷（APTES）直接氨基化，构建用于生物功能化的分子...