Electric-field-enhanced high performance of monolayer polyaniline g-C
早期癌症诊断高度依赖对特异性生物标志物的识别。本研究采用第一性原理密度泛函理论（DFT）模拟，评估二维聚苯胺 g-C3N 单层检测肺癌呼气标志物丙烷和乙醛的能力。通过比较不同吸附位点与分子取向，确定能量最有利构型；计算吸附能表明两种标志物与 g-C3N 单层之间为非共价相互作用，吸附过程可逆，有利于传感器在实际应用中的长寿命。乙醛在...
Aluminum-derived nanotubes for lung cancer detection: a DFT inquisition.
肺癌是全球主要致死病因之一，每年约造成200万死亡和400万新发病例，因此开发快速、简便、无创的早期检测手段十分关键。本文基于气体传感技术思路，提出利用呼气中挥发性有机化合物（VOCs）生物标志物诊断肺癌，并通过密度泛函理论（DFT）研究乙醛（C2H4O）、苯胺（C6H7N）和异戊二烯（C5H8）在两种铝基纳米管——氮化铝纳米管（A...
Efficient detection of gastric cancer biomarkers on functionalized carbon nanoribbons using DFT analysis.
胃癌早期诊断对启动治疗、挽救生命至关重要。呼出气中挥发性有机化合物（VOCs）检测是一种无创、低成本的胃癌筛查策略。本研究旨在开发对胃癌相关VOCs（2-戊酮、丁酮、异戊二烯、甲基乙二醛、正癸醛、正戊醛和吡啶）具有高灵敏度和适当选择性的纳米生物传感器。作者采用含van der Waals校正的密度泛函理论，研究上述VOCs及干扰空气...
Ab initio investigation of functionalization of titanium carbide Ti
人体呼出气中的苯、环己烷、异戊二烯、环丙酮、丙醇和丁醛等挥发性有机化合物（VOCs）可作为肺癌生物标志物，低浓度检测有助于疾病早期诊断。本研究采用密度泛函理论（DFT）系统研究 Ti3C2Tx MXenes（Tx=O、F、S、OH）对上述六种 VOCs 的吸附与传感性能，并比较 O2、N2、CO2 和 H2O 等呼出气干扰分子。结果...
Exploring the potential of single-metals (Cu, Ni, Zn) decorated Al
本研究采用密度泛函理论（DFT）在 B3LYP-GD3BJ/def2tzvp 水平，系统考察铜（Cu）、镍（Ni）、锌（Zn）单金属掺杂铝氮化物（Al12N12）纳米笼对氟他胺（flutamide, FLU）抗癌药物的吸附与传感性能。计算得到 FLU@Cu–Al12N12、FLU@Ni–Al12N12 和 FLU@Zn–Al12N1...
First-Principles Insight into a B
基于纳米材料的室温气体传感器可作为呼气分析筛查多种疾病的工具。本研究采用密度泛函理论，以稳定平面结构的碳化硼（B4C3）单层为基底，分析人呼气中挥发性有机化合物（VOCs）甲醛（H2CO）、甲醇（CH3OH）、丙酮（C3H6O）和甲苯（C7H8），以及干扰气体二氧化碳（CO2）和水（H2O）在其表面的吸附行为。计算了吸附能、电荷密度...
A Peculiar Binding Characterization of DNA (RNA) Nucleobases at MoOS-Based Janus Biosensor: Dissimilar Facets Role on Selectivity and Sensitivity.
本文采用严格的第一性原理计算，系统探索 Janus MoOS 单层在氧端和硫端对 DNA/RNA 碱基分子的传感可能性。不同碱基与 Janus MoOS 表面的相互作用能差异表明该单层可用于 DNA 测序。DNA/RNA 碱基与氧侧、硫侧的放热相互作用能分别约为 0.61–0.91 eV 和 0.63–0.88 eV，结合距离表明碱...
Catechol sensor based on pristine and transition metal embedded holey graphyne: a first-principles density functional theory study.
为开发高灵敏、高选择性生物传感器以检测环境中的有害生物分子，作者采用第一性原理密度泛函理论（DFT）研究了儿茶酚（catechol, Cc）在原始及过渡金属（Sc、Cu、Pd）嵌入二维孔状石墨炔（holey graphyne, hGY）单层上的吸附行为。Cc 与原始 hGY 的相互作用较弱，传感器件响应难以检测，因此采用过渡金属掺杂...
Green Phosphorene as a Promising Biosensor for Detection of Furan and p-Xylene as Biomarkers of Disease: A DFT Study.
本研究以绿色磷烯（GP）单层作为电子传感元件，用于检测人尿液中前列腺癌生物标志物。作者采用密度泛函理论（DFT）计算，系统考察了呋喃、对二甲苯（C8H10）和水分子在原始GP以及S掺杂、Si掺杂GP表面的吸附行为。结果表明，S掺杂和Si掺杂GP上呋喃与对二甲苯仅发生物理吸附，吸附能较小且电荷转移可忽略；而原始GP上二者发生化学吸附，...
Defective GaAs nanoribbon-based biosensor for lung cancer biomarkers: a DFT study.
本文采用基于密度泛函理论（DFT）和非平衡格林函数（NEGF）的第一性原理方法，研究本征及单空位缺陷砷化镓（GaAs）纳米带对肺癌呼气生物标志物挥发性有机化合物（VOCs）的传感性能。目标分析物为苯胺（aniline, C6H7N）、异戊二烯（isoprene, C5H8）和邻甲苯胺（o-toluidine, C7H9N）。计算表明...
Epigenetically modified nucleobases (5hmc, 5fc, and 5caC) interaction with boron and nitrogen doped porous graphene (B/N-pGr) as promising materials for biosensing application: A density functional theory calculations.
本研究采用密度泛函理论（DFT）探索多孔石墨烯（pGr）、硼掺杂多孔石墨烯（B-pGr）和氮掺杂多孔石墨烯（N-pGr）作为生物传感器器件，用于癌症治疗中表观遗传修饰核苷碱基（MBs）的识别。几何、能量和电子性质计算表明，B-pGr反应性最高，对MBs的吸附能力强于pGr和N-pGr，原因是硼原子具有空p轨道，易与修饰碱基中氮、氧原...
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...
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...
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...
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...
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...