The redox potential of flavin derivatives as a mediator in biosensors.
本文报道了393个黄素衍生物的两电子还原电位。这些衍生物在黄素C6、C7、C8和C9位被铜族过渡金属（Cu、Ag、Au）和共轭双键烃取代，并分别考察有无OH、Cl、CH3、COOH和NO2等官能团。为验证结果可靠性，计算了具有实验值的人体生命分子黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）和核黄素（维生素B2）的还原电位。FAD实验值为-0.22 ...
Finite Element Modelling of Bandgap Engineered Graphene FET with the Application in Sensing Methanethiol Biomarker.
本文设计并模拟了一种石墨烯场效应晶体管（GFET）生物传感器，用于检测细菌感染生物标志物甲硫醇（methanethiol, CH3SH）。由于石墨烯是零带隙半金属，作者采用两种带隙工程方法将其转变为半导体沟道材料：一是在石墨烯晶格中共掺杂受主与施主杂质（如 B-N、Al-P、Ga-As），二是在石墨烯表面吸附过渡金属（TM，如 Pd...
Ultra-low concentration protein detection based on phenylalanine-Pd/SWCNT as a high sensitivity nanoreceptor.
本文提出一种基于钯掺杂单壁碳纳米管（Pd/SWCNT）与苯丙氨酸（Phe）复合的纳米受体，用于蛋白质检测。采用 DFT/B3LYP 方法计算优化几何结构、能量和电子密度参数，以评估该纳米受体的稳定性与反应性。在不同吸附构型中，苯丙氨酸的氨基和羧基位点具有较高吸附能，形成更稳定的复合物。苯丙氨酸通过直接强化学吸附结合到 Pd 掺杂 S...
First-Principles Calculations on the Adsorption Behavior of Amino Acids on a Titanium Carbide MXene.
由于生物无机层状纳米材料在生物医学与电子领域具有广阔前景，MXene 因生物相容性、药理应用、储能性能及单分子传感可行性而受到关注。本文基于密度泛函理论（DFT）对六种氨基酸（天冬氨酸 ASP、半胱氨酸 CYS、甘氨酸 GLY、苯丙氨酸 PHE、组氨酸 HIS、丝氨酸 SER）在氧端基二维碳化钛 Ti2CO2 上的结合能与基态构型进...
The recent advancement of low-dimensional nanostructured materials for drug delivery and drug sensing application: A brief review.
本综述详细分析了量子力学计算在低维纳米材料（LDNs）应用于生物传感器和药物递送系统开发中的最新进展。生物传感器在多个领域具有重要作用，例如执法机构检测非法药物、医学领域从人和动物体内清除过量药物等。药物递送系统多年来在理论上被提出，并已在实验上证明可将药物递送至靶部位，显著降低有害副作用。在当前新冠疫情中，生物传感器可发挥重要作用...
Adenine based molecular junction as biosensor for detection of toxic phosgene gas.
本文采用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理计算，分析了有毒光气（COCl2）分子在 DNA 碱基腺嘌呤上的吸附行为。根据腺嘌呤几何结构，选取两个可能吸附位点 A 和 B。吸附能计算表明，光气可在两个位点发生物理吸附，电荷转移量很小。电子电荷密度分析显示光气与腺嘌呤之间没有明显轨道重叠，进一步支持弱物理吸附。在平衡和非平衡条件下计...
First-Principles Insight into a Ru-Doped SnS
肺癌早期诊断可为根治性手术争取宝贵时间。本文基于密度泛函理论（DFT）提出一种 Ru 掺杂 SnS2 单层（Ru-SnS2）作为新型呼气气体分析生物传感器，用于肺癌早期诊断。计算表明，Ru 原子可稳定掺杂于 SnS2 单层表面，形成强 Ru-S 键，并赋予材料 n 型掺杂特性。Ru-SnS2 单层对肺癌患者呼出气中三种典型挥发性有机...
Exploring the nature of interaction and stability between DNA/RNA base pairs and defective & defect-dopant graphene sheets. A possible insights on DNA/RNA sequencing.
本文采用密度泛函理论（DFT）研究 DNA/RNA 碱基对（G-C、A-T、A-U）在缺陷石墨烯（双空位 DV 和 Stone-Wales SW）以及硼、硅缺陷掺杂石墨烯（B-DV、Si-DV、B-SW、Si-SW）片层上的吸附行为。计算表明，Si-SW 片层上碱基对的稳定性最高，分别为 G-C −80.59 kcal/mol、A-...
High-Throughput 2D Heteroatom Graphene Bioelectronic Nanosculpture: A Combined Experimental and Theoretical Study.
本研究开发化学气相沉积（CVD）合成的杂原子石墨烯（HGr）生物电子界面，用于通过驱动分子穿过石墨烯薄晶格中的微小孔道或原子孔，实现分子的全电子超快检测与分析，并促进电催化与电子传输。拉曼光谱、X射线光电子能谱（XPS）和高分辨透射电镜（HRTEM）证实结晶石墨层中存在氯、氮和氧（<7）。作者报道了对底物逐步添加的快速生物电催化响应...
Simulation Strategies for Characterizing Phosphodiesterase-5 Inhibitors in Botanical Dietary Supplements.
本文提出一种用于植物膳食补充剂（BDSs）中磷酸二酯酶-5（PDE-5）抑制剂衍生物现场检测的“预测-确认”（PC）策略。预测步骤采用 Discovery Studio（DS）分子对接和密度泛函理论（DFT）计算，在不合成衍生物的情况下估计 PDE-5 衍生物结构和理论拉曼位移。DS 筛选出 11 个潜在生物活性西地那非衍生物后，D...
Insights from the Molecular modeling, docking analysis of illicit drugs and Bomb Compounds with Honey Bee Odorant Binding Proteins (OBPs).
本文关注蜜蜂气味结合蛋白（OBP）在生物传感器开发中的应用潜力。作者采用分子建模、分子对接和系统发育分析，预测了19种非法药物与爆炸物化合物同43种蜜蜂OBP的结合情况，并讨论通过训练蜜蜂识别相关化合物的可行性。结果显示，若干复合物具有较高对接得分，如OBP16-N-苯基-2-萘胺（-12.25 kcal/mol）、3BJH-快克可...
A new flatland buddy as toxic gas scavenger: A first principles study.
本文采用第一性原理色散校正密度泛函理论，研究新近预测并制备的单元素二维材料硼烯与两种有毒气体光气（COCl2）和一氧化碳（CO）的相互作用，以评估硼烯作为传感器及药物递送载体的潜力。通过计算吸附结合能、态密度（DOS）、能带结构、电荷密度和功函数（WF），分析硼烯对 COCl2 和 CO 的传感行为。结果表明，COCl2 和 CO ...
Leucine/Pd-loaded (5,5) single-walled carbon nanotube matrix as a novel nanobiosensors for in silico detection of protein.
本文设计了一种用于蛋白质计算机模拟检测的新型纳米生物传感器，以亮氨酸/钯负载(5,5)单壁碳纳米管矩阵为传感平台。采用密度泛函理论B3LYP/6-31G(d)水平分析所提纳米生物传感器的几何与电子结构，并用Tomasi极化连续介质模型研究溶剂效应。通过分子内原子理论计算键临界点电子密度及其拉普拉斯量，结合自然键轨道分析深入阐明相互作...
Label-free surface plasmon resonance biosensing with titanium nitride thin film.
本文提出采用反应磁控溅射制备的氮化钛（TiN）薄膜作为替代金基的表面等离子共振（SPR）传感材料。通过原子力显微镜、X射线衍射和X射线光电子能谱表征其物理化学性质。在白光共路传感系统中，不同厚度TiN薄膜的波长调制共振峰可从573 nm调至627 nm；其中29.8 nm厚TiN薄膜对折射率变化表现出1.932×10^-7 RIU的...
Enhanced Nonenzymatic Glucose-Sensing Properties of Electrodeposited NiCo
本文报道了通过电沉积法简便合成 NiCo2O4（NCO）和 NiCo2O4-Pd（NCO-Pd）纳米片，并比较其葡萄糖传感性能。结果表明，NCO-Pd 纳米片较纯 NCO 纳米片具有更高的葡萄糖检测灵敏度：纯 NCO 为 27.5 μA μM−1 cm−2，NCO-Pd 为 40.03 μA μM−1 cm−2。为解释实验现象，作者...
Modeling of laccase inhibition by formetanate pesticide using theoretical approaches.
本研究采用循环伏安法和基于密度泛函理论（DFT）的蛋白质碎片方法，考察盐酸福美双（formetanate hydrochloride, FMT）对漆酶（laccase, Lac）催化活性的抑制。实验制备了将漆酶固定于金纳米颗粒（AuNPs）修饰金电极上的电化学生物传感器，以4-氨基苯酚（4-AP）为酚类底物，在 Britton–Ro...
Ultrasensitive and selective detection of dopamine using cobalt-phthalocyanine nanopillar-based surface acoustic wave sensor.
本文报道了一种基于钴酞菁（CoPc）纳米柱的高选择性、高灵敏度表面声波（SAW）多巴胺（DA）传感器。通过在 SAW 传感器的金涂层传感平台上沉积 CoPc 纳米柱薄膜，构建了用于液相中 DA 检测的传感界面。该传感器对 DA 的灵敏度为 1.6°/nM，检出限（LOD）约为 0.1 nM，并表现出对 DA 的优异选择性；干扰物抗坏...
Facet-dependent electronic properties of hexagonal silicon nanowires under progressive hydroxylation and surface reconstruction.
本文采用密度泛函理论第一性原理计算，研究[110]取向六角形硅纳米线在表面重构和逐步羟基化条件下的电子性质。计算模型包含约1.7 nm直径的六角形硅纳米线，其表面具有(111)和(001)晶面，并比较氢钝化、(001)面(2×1)/(3×1)重构以及不同晶面上逐步引入羟基的影响。结果表明，羟基化会改变价带顶附近的态密度，并总体导致带...
Molecular biosensor based on a coordinated iron complex.
本文基于可溶性鸟苷酸环化酶（sGC）的卟啉核构建了一个五配位亚铁卟啉-组氨酸配合物分子生物传感器模型，用于检测一氧化氮（NO）和一氧化碳（CO），并考察氧气（O2）的干扰。采用密度泛函理论（DFT，B3PW91/LANL2DZ 与 6-31G(d)）优化配合物几何结构，分析前线轨道、态密度、分子静电势及自旋态，并计算未配位与配位 N...