本文提出一种双栅扶手椅型石墨烯纳米带场效应晶体管（DG-AGNRFET）生物传感器，用于无标记、小型化 DNA 检测。通过在上下栅氧化层中采用牺牲层刻蚀形成两个纳米间隙空腔，引入 DNA 生物分子后，探针 DNA 与目标 DNA 杂交形成双链 DNA，从而改变纳米间隙的介电常数并电学调制石墨烯纳米带通道，引起漏极电流变化。该研究重点...
自生物传感器发现以来，研究者持续设计开发小型化、高性能的新型传感系统。当前先进传感技术组件少、可调，性能取决于生物传感材料的选择。在众多智能电活性纳米结构传感材料中，液晶（LCs）正成为开发高效生物传感器以检测目标生物标志物的候选材料。液晶材料在显示及非显示光学器件中具有重要价值，目前市场多数显示主要基于液晶技术。除电子显示外，通过...
本研究旨在利用固定化抗心肌肌钙蛋白I单克隆抗体的表面等离子共振（SPR）生物传感器检测心肌肌钙蛋白I（cTnI）。采用椭偏仪、原子力显微镜和接触角分析对固定化抗cTnI单克隆抗体的SPR芯片表面进行表征，随后构建完整SPR传感系统以研究cTnI的动力学结合特性。在0.001–8.0 ng/mL cTnI水溶液中考察传感性能，检出限和...
石墨烯是一种二维纳米材料，因高比表面积和优异电学性能而在生物传感中备受关注。本文开发了一种紧凑、易用的石墨烯场效应晶体管（GraFET）超灵敏生物传感器，用于检测日本脑炎病毒（JEV）和禽流感病毒（AIV）。该传感平台以 Si/SiO2 基底上的羧基功能化石墨烯为沟道，通过 EDC-NHS 化学共价固定抗 JEV 和抗 AIV 单克...
在生物流体中以临床相关浓度快速直接检测生物标志物，是建立神经退行性疾病如阿尔茨海默病（AD）诊断标准的重要限制。因此，采用新型模态和仪器早期检测与 AD 相关的生物标志物备受关注。近年来，表面等离子共振（SPR）等新型光学生物传感器被广泛用于无标记检测或配体-分析物相互作用分析，可在血液和脑脊液样品中感知极微量的目标分子。本综述介绍...
急性心肌梗死（AMI）的早期诊断可通过高灵敏检测特异性生物标志物心肌肌钙蛋白I（cTnI）实现。本文提出一种正入射型溶液浸没硅（NI–SIS）椭偏生物传感器，用于目标蛋白的超高灵敏、高通量、无标记检测。该传感器采用特殊设计的正入射棱镜，使探测光在运行过程中保持接近布儒斯特角的入射角，从而显著降低周围介质折射率波动引起的SIS噪声，提...
干扰素-γ（IFN-γ）是一种与炎症性疾病、病毒感染等相关的细胞因子，其浓度检测可用于评估免疫应答与疾病进展。本文报道了一种基于相对光学功率增加（IROP）原理的无标记即时检测（point-of-care, PoC）装置，并结合生物光子传感单元（BICELLs）用于定量评估 IFN-γ 浓度。所用 BICELL 传感表面直径为 10...
实时荧光定量PCR（qPCR）通过实时扩增并测量目标DNA分子，已广泛应用于医学诊断、法医鉴定和农业检测等领域。尽管qPCR在实验室中成熟，但低成本、高速便携系统仍是现场常规应用的瓶颈。本文提出并演示了一种基于光子学的全光纤全光学qPCR系统。该系统采用C-fiber微腔作为纳升级反应容器，利用1440 nm激光驱动并光学监测温度循...
铅(II)离子（Pb2+）污染威胁人体健康和生态环境，现场快速检测仍面临灵敏度与易用性挑战。本文报道了一种基于 GR-5 DNAzyme 和金纳米颗粒（AuNPs）的表面等离子共振（SPR）生物传感器。巯基化 DNAzyme 通过 Au–S 键固定在 SPR 芯片金表面，随后利用 DNAzyme–底物杂交锚定底物功能化 AuNPs。...
针对新冠疫情下快速准确病毒检测的迫切需求，本文报道了一种适用于病毒检测的电化学平台技术，并以完整麻疹病毒为演示对象。尽管麻疹疫苗广泛可用，2019年初麻疹感染病例仍大幅增加，而现有诊断方法通常需要1小时以上。作者首次展示了可在数分钟内检测麻疹病毒且无需预处理的生物传感器。该传感器以金电极为基底，表面构建含抗麻疹抗体的自组装单分子层，...
蛋白磷酸化是激酶蛋白的重要翻译后修饰，可改变蛋白构象并调控代谢、细胞周期、分化与凋亡等关键生物过程；在癌症进展中，蛋白磷酸化水平显著异常，可作为诊断与预后生物标志物。本文报道一种基于纳米结构介孔金电极（NMGE）的电化学生物传感器，用于高灵敏检测蛋白磷酸化并实现电化学信号放大。NMGE由PS-b-PEO嵌段共聚物胶束软模板电沉积HA...
石墨烯材料因优异的电学、力学和热学性质被广泛集成到电化学生物传感平台中。氧化石墨烯（GO）可通过石墨氧化和剥离大量制备，但所得 GO 片层尺寸呈多分散分布，从数纳米到数十微米不等。本文系统研究 GO 片层尺寸对无标记电化学生物传感器性能的直接影响。作者通过超速离心和膜过滤分离不同尺寸 GO 片层，并用原子力显微镜、扫描电镜、拉曼光谱...
由呼吸道病毒SARS-CoV-2出现及COVID-19疫情引发的全球卫生危机，凸显了快速、准确且可负担的诊断检测的迫切需求，以便对人群进行广泛、大规模监测，从而有效管理和控制疫情传播。当前诊断技术主要依赖聚合酶链反应（PCR）检测，其具备所需灵敏度和特异性，但结果时间相对较长，包括将样品送至专业实验室，延误大规模检测。快速侧流试纸条...
microRNA（miRNA）异常表达与多种疾病密切相关，开发简便、准确的miRNA检测方法具有重要意义。本文报道了一种基于无标记铜纳米颗粒（CuNP）的荧光生物传感器，用于检测miRNA。该方法利用Klenow fragment（KF）聚合酶和dNTPs，在靶标miR-122触发下，使HP1、HP2、HP3发夹DNA探针发生链置换...
生物传感器是组织工程应用中用于疾病诊断的选择性、灵敏且快速的工具。与标准酶联免疫吸附测定（ELISA）相比，生物传感器通过结合生物、化学和物理技术，可实时、原位监测微生理信号。本综述总结了面向不同生物与生物医学应用的多种生物传感器技术的最新重要进展，尤其关注组织工程应用。文章讨论了用于组织工程的多种制备技术，如计算机数控（CNC）、...
生物传感研究的新趋势促使科学家开发更小、便携且无标记的生物分析器件。随着微纳加工技术和表面功能化技术的发展，悬臂梁器件作为高灵敏度场级检测的重要领域，其性能显著提升。悬臂梁已从微米级缩小到纳米级，表现出极高灵敏度，并因尺度效应出现一些异常性质。本综述系统讨论了悬臂梁工作的基本原理、检测方法和基于悬臂梁传感平台的过去、现在及未来研究路...
基于低维材料的场效应晶体管（FET）生物传感器可实现无标记、高灵敏、高特异检测多种分析物。本文制备了以金纳米粒子（Au NPs）修饰的石墨烯场效应晶体管（G-FET），用于液门配置下检测乳糖。器件表面功能化人半乳糖凝集素-3（hGal-3）碳水化合物识别结构域（CRD）M249C 突变体，利用凝集素-糖亲和结合对石墨烯的供体效应实现...
亲和素与生物素具有已知最强且最特异的非共价相互作用，被广泛用于酶联免疫吸附测定（ELISA）等生物大分子检测。本研究结合石墨烯的高电导率（200,000 cm2V-1s-1）与亲和素-生物素相互作用，构建了一种新型石墨烯场效应晶体管（GFET）生物传感器，用于定量检测生物大分子。该器件由 Si/SiO2 基底上的六对叉指 Cr/Au...
本研究利用无标记电子场效应晶体管（FET）检测短寡核苷酸，并区分仅相差一个碱基的序列。传感平台采用超薄氧化铟（In2O3）FET，其半导体沟道经化学功能化修饰单链DNA（ssDNA）。ssDNA功能化的FET能够检测完全互补的DNA序列，并将这些序列与存在不同类型、不同位置单碱基错配的序列区分开。表面结合ssDNA与双链DNA（ds...
本文报道了一种用于葡萄糖检测的高灵敏度、可定量、线性且无中介体的谐振器基微波生物传感器。该传感器采用先进微加工技术制备于砷化镓（GaAs）基底上，由空气桥型非对称差动螺旋电感（L）和中心加载圆形指状互指电容（C）构成。交织的非对称差动电感用于获得高电感值和合适品质因数，中心互指电容用于产生增强电场。器件被优化为在较低谐振频率工作，以...