生物偶联金表面是生物传感应用的重要平台。本文以抗人免疫球蛋白 G（anti-IgG）和抗人免疫球蛋白 M（anti-IgM）抗体通过自组装单分子层（SAM）固定于金电极为模型体系，研究其用于后续免疫分析开发的可行性。采用 X 射线光电子能谱（XPS）、原子力显微镜（AFM）、专用薄膜晶体管（TFT）平台和电化学表面等离子共振（EC-...
近年来碳纳米材料快速发展，碳纳米管（CNTs）和石墨烯因独特电学、光学、力学与高比表面积特性，被广泛用于新型生物传感器开发。作者认为，将 CNTs 和石墨烯用作传感器组件可提升传感器的可靠性、准确性和响应速度，并可根据目标分子类型设计不同传感策略。本文综述了基于 CNTs 和石墨烯的电化学生物传感器、场效应晶体管（FET）生物传感器...
二硫化钼（MoS2）场效应晶体管（FET）生物传感器作为高灵敏度、无标记生物分子检测器件的候选者受到广泛关注。本文面向生物传感器的实际应用，通过减少非特异性分子结合事件并实现抗PSA抗体在MoS2表面的均匀化学吸附，在非水环境中利用MoS2 FET生物传感器实现了对前列腺癌生物标志物的可靠定量检测。文中系统且统计地研究了所提出器件的...
石墨烯基纳米材料因其物理、光学和电化学性质所带来的优势，推动了当前多种超灵敏、高选择性生物传感器器件的发展。本综述阐述石墨烯的本征性质及其表面工程与生物传感应用中换能机制之间的关系，并介绍石墨烯基材料的实用合成技术与潜在性能。所述材料包括原始石墨烯以及功能化石墨烯，如氧化石墨烯（GO）、还原氧化石墨烯（RGO）和石墨烯量子点（GQD...
电活性场效应晶体管（FET）生物传感器在生命科学中具有重要价值，可提供直接、快速、高灵敏的无标记生物分子检测。本文系统研究了基于乙醇胺（EA）和聚乙二醇（PEG）衍生物涂层的表面功能化及生物标志物共价固定策略，并与传统硅石单体方法比较，以提高纳米线 FET 生物传感器的灵敏度和分子选择性。通过定量荧光显微镜、原子力显微镜和开尔文探针...
可打印电子是低成本、简便且环境友好地大规模制备器件的重要方向，但可打印生物传感器开发仍具挑战。本文报道了一种喷嘴喷印柔性场效应晶体管（FET）葡萄糖生物传感器的制备。银源漏电极和氧化锌（ZnO）量子点种子层通过喷嘴喷印在柔性基底上，随后水热合成垂直取向的ZnO纳米棒（ZnO NRs）并固定葡萄糖氧化酶（GOx）。喷嘴喷印方法获得高重...
神经元膜两侧 K+ 浓度梯度决定静息电位与兴奋性。神经传递过程中，K+ 经通道外流会降低胞内 K+ 并升高胞外 K+，但其变化幅度尚不明确。本研究构建了修饰 K+ 特异性 DNA 适配体的多并联硅纳米线场效应晶体管（aptamer/SiNW-FET），用于实时检测培养皮层神经元的 K+ 外流。该传感器对 K+ 的结合常数为 (2.1...
肿瘤标志物的敏感、定量检测对癌症诊断及后续治疗至关重要。基于场效应晶体管（FET）的纳米生物传感器具有无标记、实时、高灵敏和直接电学读出等优点。本文提出并实现了一种自上而下制备的硅纳米带FET（Si-NR FET）生物传感器，用于肿瘤标志物检测。与自下而上方法相比，自上而下工艺可精确控制硅FET的宽度和长度，从而调控其电学性能。该S...
本文综述了场效应晶体管（FET）生物与化学传感器的检测原理。针对即时检测对离子和分子检测在灵敏度、特异性和稳健性方面的需求，电子检测有望实现微型化、原位检测，并可与现有电子制造工艺集成，适合多路复用和并行检测。文章首先介绍所有电位型传感器共同遵循的基本检测原理，即传感界面电荷变化引起界面电位偏移，并通过栅极场效应调制晶体管电流；随后...
早期癌症诊断仍是抗癌斗争中的关键目标。当前前列腺癌（PCa）治疗手段缺乏早期预防、快速诊断、危险因素识别和便携性等无标记生物传感器固有优势。电子辅助免疫传感系统因抗原-抗体亲和作用而具有高灵敏度和高特异性。用于PCa的生物电子免疫传感器因性能高、制备简便、反馈快速且可微型化而受到关注。本综述回顾过去十年用于检测PCa生物标志物的生物...
具有非对称栅电容的双栅场效应生物传感器（bioFET）已被证明可突破 59 mV/pH 的 Nernst 极限，但电容放大方案是否改善传感器检测限的结论并不一致。检测限与信噪比（SNR）成反比，因此需要系统研究信号与噪声特性。本文基于超薄硅晶体管开展实验研究，器件在低压下工作，前栅与背栅氧化层电容具有非对称因子 1.4 和 2.3。...
本文提出一种基于纳米线的亲和型生物传感器设计策略，用于在生物样品中传感并测量生物标志物浓度。与常规生物传感器相比，此类传感器在检出限、响应时间、成本和尺寸方面表现出更优性能，但影响器件性能的参数较多，必须加以确定。为求解该设计问题，作者发展了一个基于随机输运方程的综合模型，使传感行为的优化成为可能。该模型面向纳米线场效应生物传感器，...
生物传感在生物医学研究、临床诊断、环境监测和分析检测中应用广泛。三族氮化物（III–nitride）纳米材料因具有宽禁带、高化学/热稳定性、良好生物相容性、可调电学/光学/压电性质以及高载流子迁移率等特性，已成为新型生物传感换能材料。本文系统综述了 III–氮化物纳米材料用于生物传感的研究进展：首先介绍 GaN、AlN、InN 及其...
本文报道了一种可用于医疗领域的新型氧化锡纳米线场效应晶体管（SnO2 NW-FET），用于pH和蛋白质检测。该器件通过生物液体作为液体栅极调制FET沟道载流子输运，实现传感概念验证。低温原子层沉积（ALD）制备的超薄Al2O3层作为H+敏感层，同时保护SnO2纳米线；在pH 3至10范围内表现出良好pH敏感性。蛋白质检测中，器件表面...
微小RNA（miRNA）在疾病诊断与预后中具有重要价值。由于响应快速、灵敏度高，硅纳米线（SiNW）生物传感器被视为 miRNA 检测的潜在工具。本文介绍一种基于多晶硅纳米线（poly-SiNW）生物传感器直接检测 miRNA 的方法。该传感器以 ssDNA 为识别探针，无需荧光、酶或纳米标记物，通过测量源漏间电流-电压曲线并计算电...
本研究报道了一种基于丙酮酸氧化酶（PyO）功能化氧化锌（ZnO）纳米棒阵列的场效应晶体管（FET）生物传感器，用于磷酸盐检测。ZnO纳米棒通过低温水热法直接在带籽晶层的SiO2/Si基底上垂直生长，形成高比表面积通道，有利于PyO固定并促进电子传输，从而提高磷酸盐检测的特异性。在优化条件下，该FET生物传感器可在0.1–7.0 mM...
金刚石因宽禁带、高载流子迁移率和高击穿场，被视为高功率、高频电子器件的有前途材料；同时其生物相容性、长期耐久性、化学惰性和宽电化学电位窗口，也使其成为生物传感器候选材料。本文报道了基于氢化金刚石（H-diamond）的金属–绝缘体–半导体场效应晶体管（MISFET）的制备。制备流程结合激光光刻、干法刻蚀、原子层沉积（ALD）、溅射沉...
在药物治疗中，维持循环药物浓度处于治疗窗内至关重要。针对市场上缺乏可靠的即时检测药物监测系统，本文提出一种新型生物传感器。该传感器以适配体作为识别元件、场效应晶体管作为信号换能器，兼具高选择性和高灵敏度，并以替诺福韦作为模型小分子。传感器生物界面由特异性巯基化适配体与 6-巯基-1-己醇（MCH）组成二元自组装单分子层，其比例通过电...
将射频溅射沉积在玻璃基底上的氧化镍（NiO）薄膜纳米结构用作构建高灵敏、高选择性场效应晶体管（FET）型乳酸生物传感器的潜在基质。首先，NiO-FET用于还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）检测，线性范围为1 aM–1 nM，检出限为0.2 aM。随后，在NiO表面修饰壳聚糖（Chitosan），并用戊二醛（GA）功能化，将乳酸脱...
石墨烯因优异的物理化学性质，可促进酶或其他生物材料活性位点与换能器表面之间的电子转移，是极具前景的生物传感器材料。打印技术作为低成本、实用化制备柔性可抛弃电子器件的方法，与石墨烯结合有望推动低成本传感器的生产和商业化。本综述系统回顾了有机功能化石墨烯与打印生物传感器技术的最新进展：首先讨论将石墨烯基流体印刷到不同基底上的多种方法；其...