非侵入式葡萄糖监测仍是糖尿病管理的重要挑战，现有方法常受准确性不足、成本高或患者不适限制。微波生物传感器利用葡萄糖与水之间的介电差异，提供了一种无标记替代方案。本文报道了一种基于低成本FR-4基板制备的紧凑双频同心方形开环谐振器（SRR型）生物传感器，用于水溶液葡萄糖检测。该传感器利用环间缝隙中的电场约束，将葡萄糖引起的介电常数变化...
由于 SARS-CoV-2 感染迅速增加，WHO 宣布疫情。早期诊断有助于控制。本文报道一种基于垂直隧道场效应晶体管（VTFET）的无标记生物传感器，用于从临床样本中检测 SARS-CoV-2，通过分析其刺突蛋白（S蛋白）、包膜蛋白（E蛋白）及互补 DNA（cDNA）的介电特性实现。传感器在氧化层中刻蚀形成纳米间隙，将目标生物分子固...
本研究报道了硼硫共掺杂石墨烯量子点（BS-GQDs）的合成及其作为无标记荧光传感探针用于高灵敏、高选择性检测多巴胺（DA）的应用。在碱性条件下，DA 可被氧化生成多巴胺醌；加入 DA 后，BS-GQDs 的荧光强度在 0–340 μM 宽浓度范围内被有效淬灭，检出限低至 3.6 μM。作者通过紫外-可见吸收光谱、稳态荧光光谱和时间分...
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...
本文报道了一种用于超灵敏DNA检测的纳米孔生物传感器，并首次将电流整流方向反转应用于传感。玻璃锥形纳米孔具有独特的非对称结构，对孔内表面电荷变化高度敏感，这种变化可通过离子电流整流曲线便捷监测。在该设计中，作者利用酶切反应改变纳米孔表面电荷，从而实现DNA检测。测得的离子电流整流对DNA浓度呈强烈响应，整流状态可由负整流比-6.5反...
本文开发并表征了一种基于电沉积金纳米颗粒（AuNP）信号放大平台的高灵敏度无标记电化学生物传感器。研究系统考察了 HAuCl4 浓度、H2SO4 酸度、循环伏安扫描周期和扫描速率对 AuNP 尺寸及成膜质量的影响，发现 AuNP 尺寸是决定传感器性能的关键因素。作者采用电位法研究不同尺寸模型蛋白（牛血清白蛋白 BSA、葡萄糖氧化酶 ...
石墨烯量子点（GQDs）是一类新型荧光碳纳米材料，具有优异的光致发光性能、生物相容性和光电性能，已成为研究热点。铁是人体必需元素，也是血红蛋白的重要组成部分，三价铁离子（Fe3+）的检测对健康与环境安全具有重要意义。本文以柠檬酸（CA）为碳源，通过热解法制备了强蓝光发射的 GQDs。透射电子显微镜（TEM）和荧光光谱表征表明，GQD...
本文提出一种基于寡核苷酸稳定银纳米团簇（AgNCs）的无标记比率荧光DNA检测平台。作者发现，将特殊DNA片段5′-CACCGCTTT-3′与绿色发射AgNC成核序列（GNuS，5′-TGCCTTTTGGGGACGGATA-3′）连接后，可形成红色发射AgNC成核序列（RNuS，5′-CACCGCTTTTGCCTTTTGGGGACG...
表面增强拉曼光谱（SERS）作为一种无标记且高灵敏的生物传感技术迅速发展。然而，SERS 信号仅在激光激发区域获得，且增强效应随基底位置变化，因此使增强热点与激发光斑精确匹配至关重要。本文提出一种将 SERS 与等离激元捕获相结合的新方法，实现自增强拉曼光谱（AERS）。首先通过纳米球光刻在盖玻片上制备初始金纳米蝴蝶结阵列，随后在激...
简单、便携且低成本的生物传感平台对疾病临床诊断具有重要意义。本文报道了一种液晶（LC）滴嵌入壳聚糖（CHI）水凝胶薄膜，其由Ag+离子触发的CHI/表面活性剂复合物稳定液晶乳液快速凝胶化并在基底上浇铸形成。从该薄膜裁切的小片兼具水凝胶与液晶滴的优点，可作为便携、无标记的传感平台，在少量溶液中实时检测胆汁酸。该材料以5CB液晶滴为光学...
本文通过数值模拟与实验研究了光子晶体（PhC）纳米梁（NB）腔之间的横向耦合，以开发高灵敏度、高优值（FOM）的无标记生物传感器。采用三维有限差分时间域（3D-FDTD）和有限元法（FEM）模拟表明，当两个 PhC NB 腔以较小间隙倏逝耦合时，间隙宽度变化会显著改变耦合效率，并使谐振频率分裂。实验上在 InP 衬底上利用 InGa...
本文报道了一种基于还原氧化石墨烯（R-GO）的场效应晶体管（FET）生物传感器，用于通过肽核酸（PNA）–DNA杂交对DNA进行超灵敏无标记检测。R-GO由氧化石墨烯（GO）经肼还原制得，并将R-GO悬浮液滴涂到传感器表面制备FET生物传感器。该传感器以PNA代替DNA作为捕获探针，通过PNA与互补DNA杂交实现目标DNA检测，检测...
本文提出一种用于生物传感的平面介质波导结构。所设计器件为硅基回音壁模式（WGM）圆盘谐振器，工作于75–110 GHz（W波段）。该传感器具有集成化、微型化、低成本和易于制备等特点，可用于多种DNA表征任务，包括DNA寡核苷酸突变检测。作者利用该集成传感器成功测试了单链DNA和双链DNA两类样品，并通过不同实验室实验考察了测量重复性...
硅纳米线场效应晶体管（SiNW-FETs）因具有超灵敏、高选择性、无标记和实时检测能力，已成为一类强效纳米电子生物传感器。本文提出一种基于互补金属氧化物半导体（CMOS）兼容 SiNW-FET 传感器检测 DNA 的实验方案与技术指南。作者采用各向异性自停止湿法刻蚀技术制备了高表面体积比、尺寸可控的硅纳米线，并将特异性识别目标 DN...
开发快速、低成本、无标记的 DNA 生物传感器对临床诊断、国土安全和环境监测具有重要意义。本文报道了一种基于固定在等离子体“Nanowave”芯片上的分子哨兵（MS）的无标记 DNA 生物传感器，该芯片也称为金属膜覆盖纳米球（MFON）基底。其传感机制是：当 MS 一端标记的拉曼标签在 DNA 杂交过程中与 MFON 表面发生物理分...
本文报道了一种基于单壁碳纳米管（SWNT）拉曼光谱的 DNA 序列检测生物传感器，用于检测炭疽杆菌（Bacillus anthracis）相关 DNA 序列。由于单链 DNA 与 SWNT 均具有疏水性，靶 DNA 可快速吸附并包裹在 SWNT 表面，形成单链 DNA–SWNT 复合物。作者利用 SWNT 拉曼光谱中 G 峰强度随纳...
本文报道了一种由分布式反馈-周期极化铌酸锂（DFB-PPLN）倍频电信激光器驱动的回音壁模式（WGM）生物传感器。该光源将1304 nm电信DFB激光通过ZnO掺杂PPLN波导倍频至约650 nm，具有无机械运动部件、无需隔振、可快速调制和成本较低等优点。由于可见光区水吸收显著降低，微球谐振器在生物流体中的品质因子和灵敏度得以提高。...
本文报道一种将周期性纳米孔阵列集成于薄金膜并置于微流控脂质膜环境中的无标记动力学生物传感器。利用表面等离子体激元介导的异常光透射效应，脂质膜表面分子结合引起局部折射率变化，使纳米孔透射峰发生位移，从而实时监测结合过程。作者用聚焦离子束在200 nm金膜中制备直径200 nm的纳米孔阵列，并在金膜表面及孔内形成磷脂膜；荧光成像显示磷脂...
本文报道了一种用于水样中快速、超灵敏且选择性测定双酚A（BPA）的生物传感器。该器件以场效应晶体管（FET）为基础，采用化学气相沉积制备的单壁碳纳米管（SWCNT）网络作为半导体导电沟道。作者首次将核受体——人雌激素受体α（ER-α）吸附固定于SWCNT表面，作为识别BPA的生物识别元件，并用含Tween 20和明胶的PBSTG缓冲...
本文提出利用凝集素构建微生物生物传感器。将凝集素固定于镀金石英晶体表面，采用电化学石英晶体微天平（EQCM）对细菌与凝集素的结合事件进行直接压电无标记转换。以刀豆蛋白A（Con A）和大肠杆菌为模型体系，比较了非极化、极化（−0.200 V）金表面直接吸附以及亲和素–生物素固定等凝集素固定方式。结果表明，通过亲和素–生物素固定 Co...