适配体是通过系统进化指数富集（SELEX）在体外筛选得到的核酸亲和试剂，已作为离子、小分子和蛋白质等靶标检测的生物识别元件受到广泛关注。过去三十年，适配体传感领域发展迅速，但面向小分子检测的高性能传感器仍难以满足诊断、环境监测和法医分析等应用需求，主要瓶颈在于通用传感平台开发复杂以及小分子检测灵敏度不足。本文综述了适配体小分子检测的...
迄今为止，二维材料因其独特的结构、化学和电子性质，在液体中检测离子和分子的传感应用中受到积极研究。二维材料具有高比表面积和多种反应位点等特征，是制备高性能化学传感器的理想特性。本综述特别关注液体介质中pH、金属离子和生物分子的检测。离子/分子传感器的最终目标是开发可用于医疗、食品、生物技术和健康应用的电子舌或味觉传感器。本文介绍了基...
本文研究了绝缘体上硅纳米线（SOI-NW）生物传感器芯片在不同储存条件下的检测性能，以评估其对临床诊断的重要性。作者利用基于SOI结构的n型纳米线生物传感器，在缓冲液中检测与前列腺癌（PCa）相关的miRNA-198和miRNA-429的DNA寡核苷酸（oDNA）合成类似物。为实现生物特异性检测，纳米线表面用与目标序列互补的oDNA...
本文报道了一种基于硅纳米线（SiNW）阵列器件的高灵敏、高选择性血清癌胚抗原（CEA）检测方法。利用传统微纳加工技术，作者以与互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺兼容的方式，低成本、高可控地制备了 SiNW 阵列器件。经氧等离子体活化、3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）硅烷化、戊二醛交联及抗 CEA 抗体固定等表面修饰后，器件表...
与外泌体等细胞外囊泡亚型不同，微囊泡（MVs）表面缺乏明确且通用的标志物，导致难以检测全部MVs群体。本文报道一种基于还原氧化石墨烯（RGO）场效应晶体管（FET）生物传感器的高灵敏电学检测方法，通过膜生物素化策略实现MVs的通用检测。在细胞培养过程中向培养基中加入DSPE-PEG-Biotin，可获得生物素化微囊泡（B-MVs），...
基于导电纳米材料的场效应晶体管（FET）生物传感器在气相中保持稳定、可重复响应仍具挑战。本研究开发了一种纳米盘（ND）功能化生物电子鼻（NBN），基于镍（Ni）修饰羧基化聚吡咯纳米颗粒（cPPyNP）FET，可同时检测液相和气相腐胺（cadaverine, CV）。作者利用大肠杆菌系统表达特异性结合 CV 的斑马鱼痕量胺相关受体 1...
本文报道了一种原子薄、量子电容受限的场效应晶体管（FET）生物传感器，用于无标记检测 pH 变化并测量酶活性。器件以单层二硫化钼（MoS2）为沟道，用室温离子液体（RTIL，DEME-TFSI）替代传统氧化物栅介质，并与重掺杂硅背栅构成双栅结构。通过远程连接 pH 微电极，FET 可在室温下实现 4.4 V/pH 的 pH 灵敏度，...
离子敏感场效应晶体管（ISFET）作为有前景的生物化学传感器，已广泛应用于生物化学传感领域。近年来，由离子电解质门控的新型场效应晶体管因极强的电双层（EDL）门控效应而备受关注。在这类器件中，半导体/电解质界面处由离子诱导形成的 EDL 电容可有效调控半导体沟道载流子密度。凭借大比电容、低工作电压和敏感界面特性，多种电双层晶体管（E...
外泌体是直径50–150 nm的膜结合纳米囊泡，富含核酸和蛋白质等功能生物分子，与亲代细胞高度同源，在临床诊断中具有重要意义。目前，生物流体中低浓度肿瘤来源外泌体的定量检测仍具挑战。本研究基于还原氧化石墨烯（RGO）场效应晶体管（FET）生物传感器，开发了一种电学、无标记直接高灵敏检测外泌体的方法。在传感区修饰特异性抗CD63抗体，...
石墨烯及其化学剥离衍生物氧化石墨烯（GO）和还原氧化石墨烯（rGO）是石墨烯家族材料（GFM）的核心成员。石墨烯的原子级厚度和大共轭π体系赋予其独特的电、机械、光学、热和化学性质；GO和rGO虽部分性质下降，但具有更好的可扩展性和化学可调性。由于大基面可进行非共价修饰且生物相容性良好，GFM可用于生物、化学和机械传感器。本综述总结了...
本文提出一种基于悬空碳纳米管（SCNT）的场效应晶体管（SCNT-FET）DNA杂交检测传感器。该器件利用液态银的表面张力，在高温退火过程中将单根碳纳米管悬空于两个钯（Pd）电极之间，使碳纳米管与二氧化硅基底分离。与未悬空碳纳米管FET相比，SCNT-FET电导提高约两个数量级，且约50%的碳纳米管传感表面摆脱基底束缚，从而提升有效...
硅纳米线场效应晶体管（SiNW-FET）生物传感器具有无标记、响应快、灵敏度高和特异性好等优点，但高盐生物样品中的德拜屏蔽效应严重限制其在血清等临床样品中的应用。本研究提出一种透析-硅纳米线场效应晶体管（Dialysis-SiNW-FET）检测系统，利用微型血液透析器对血清进行脱盐前处理，再采用表面抗体功能化的双栅 SiNW-FET...
γ-氨基丁酸（GABA）是中枢神经系统重要抑制性神经递质，也是帕金森病、脑膜炎等神经系统疾病的重要生物标志物。为实现快速、宽范围、高灵敏检测，本研究首次开发了一种基于硅纳米线场效应晶体管（FET）的无标记免疫传感器用于检测GABA。通过电子束光刻在绝缘体上硅（SOI）衬底上制备锯齿形p型硅纳米线，并沉积铬/金源漏电极，利用半导体参数...
铬是世卫组织按公共卫生重要性排名的五大毒性重金属之一，天然存在形式为Cr(III)，人为来源主要为Cr(VI)。美国环保署规定饮用水中总溶解铬最大污染水平为10−6 M，即0.1 mg/L或100 ppb。为监测饮用水是否低于安全阈值，本文报道了一种基于场效应晶体管（FET）的传感器设计，将高目标特异性离子选择性膜（ISM）与扩展栅...
尽管纳米线场效应晶体管（NW-FET）生物传感器在基础应用中表现出极高效率，但大多数生理溶液的高离子强度会引起电荷屏蔽，使实时智能传感器设计受到严重限制，通常需先脱盐。本文报道一种新型纳米线生物传感器，可在不预处理生物样品的情况下，对细胞外小分子代谢物进行实时多路检测。该器件不同于直接结合分析物的纳米FET，而是通过感知结合在表面的...
埃博拉病毒（EBOV）致死率高且早期症状非特异，快速、灵敏、选择性检测对早期诊断和疫情控制具有重要意义。本文报道了一种基于还原氧化石墨烯（RGO）修饰场效应晶体管（FET）的无标记免疫传感方法，用于直接检测灭活EBOV。作者将马源抗EBOV糖蛋白抗体通过1-芘丁酸琥珀酰亚胺酯（PASE）共价固定于RGO-FET传感通道表面，并用牛血...
扩展栅场效应晶体管（EGFET）是一种电子接口，最初作为离子敏感场效应晶体管（ISFET）的替代方案。尽管商用现成器件已广泛用于生物传感器制备，但针对电子接口的研究仍较少，例如噪声机制和尺寸缩放。因此，采用定制 EGFET 有望获得性能更优的生物传感器。本文研究了基于晶体管关联（TA）技术的 EGFET 设计与表征。原型采用 130...
针对分子结构复杂、动态且未知的生物活性靶标检测需求，本文报道了一种细胞膜修饰的场效应晶体管（FET）仿生纳米传感器，用于多种毒素和生物样品的检测与定量。该传感器以半导体单壁碳纳米管（SWCNT）FET为换能器，表面涂覆天然人红细胞（RBC）膜。RBC膜可选择性识别并吸收具有膜裂解活性的广谱孔形成毒素（PFTs），而不依赖毒素具体结构...
硅纳米线（SiNW）与互补金属氧化物半导体（CMOS）集成可推进芯片实验室（LOC）技术，实现读出电路集成、选择性检测和多路检测。本文提出一种可扩展像素型生物传感器，利用全耗尽绝缘体上硅（FDSOI）技术将 SiNW 与 CMOS 单片集成，并采用 CMOS 兼容侧壁转移光刻（STL）进行晶圆级制造。每个 60 nm 宽 SiNW ...
本研究制备了具有双栅（DG）结构的扩展栅（EG）场效应晶体管（FET）pH 传感器，并采用 SiO2、Si3N4、HfO2 和 Ta2O5 等介电传感膜以调节灵敏度。器件由绝缘体上硅（SOI）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）换能器和 EG 传感器组成，其中 EG 在 ITO 玻璃基底上沉积 50 nm 介电膜，并通过导线...