Nanowire-Enabled Bioelectronics.
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...
Recent Advances in Aptasensor for Cytokine Detection: A Review.
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...
Nanoribbon Biosensor in the Detection of miRNAs Associated with Colorectal Cancer.
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-...
Effect of Al
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。...
Ten Years Progress of Electrical Detection of Heavy Metal Ions (HMIs) Using Various Field-Effect Transistor (FET) Nanosensors: A Review.
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 ...
Modeling of Enzyme-FET Biosensor Based on Experimental Glucose-Oxidase Receptor.
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...
Ultrasensitive Detection of COVID-19 Causative Virus (SARS-CoV-2) Spike Protein Using Laser Induced Graphene Field-Effect Transistor.
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...
Emerging Biosensors to Detect Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2): A Review.
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...
A Bio-inspired Extended-Gate Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor for Highly Sensitive Amino Acid Enantiodiscrimination.
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...
Study on the Physical Properties of a SiNW Biosensor to the Sensitivity of DNA Detection.
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...
Rapid and Sensitive Detection of
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...
Comprehensive Analytical Modelling of an Absolute pH Sensor.
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...
Nanoribbon-Based Electronic Detection of a Glioma-Associated Circular miRNA.
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...
Infection-Mediated Clinical Biomarkers for a COVID-19 Electrical Biosensing Platform.
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...
Two-Dimensional-Material-Based Field-Effect Transistor Biosensor for Detecting COVID-19 Virus (SARS-CoV-2).
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...
Fabrication of a Robust In
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...
Recent Progress on Semiconductor-Interface Facing Clinical Biosensing.
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...
Recent Advances in CRP Biosensor Based on Electrical, Electrochemical and Optical Methods.
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...
Recent Advances of Field-Effect Transistor Technology for Infectious Diseases.
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...
A Graphene-Based Enzymatic Biosensor Using a Common-Gate Field-Effect Transistor for L-Lactic Acid Detection in Blood Plasma Samples.
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...