乳腺癌是女性最常见癌症之一，也是全球女性癌症死亡的第二大原因。本研究提出一种基于向列相液晶固有特性的无标记液晶生物传感器，用于通过人表皮生长因子受体2（HER-2）生物标志物评估乳腺癌。该传感机制以二甲基十八烷基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵（DMOAP）修饰表面为基础，其长烷基链可诱导液晶分子在界面处呈垂直取向。为增强HER-...
基于局域表面等离子体共振（LSPR）的光纤生物传感器具有生物相容性好、无标记、稳定性强、可实时监测等优点，在环境科学、临床医学、疾病诊断和食品安全等领域受到广泛关注。近年来，LSPR光纤生物传感器的发展重点集中在临床疾病标志物检测、环境与食品中多种有毒物质检测，以及新型敏化机制的探索。本文从工作原理、结构类型和应用领域等方面对LSP...
本研究开发了一种具有表面衍射微图案的生物功能化水凝胶无标记生物传感平台。该传感器通过全息记录聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）表面微结构，并将其转印到水凝胶材料中制备。丙烯酰胺基水凝胶经自由基聚合获得，并加入丙炔丙烯酸酯（PA）作为共聚单体，使巯基化寡核苷酸探针能够通过硫醇-炔光点击化学共价固定于水凝胶网络中。荧光成像表明，PA共聚单体...
近期疫情后，快速诊断检测需求受到广泛关注。中和抗体或诊断用抗体的生产通常需要代表病原体的重组蛋白，但能够模拟这些重组蛋白的肽可被快速利用，尤其适用于疫情等紧急情况。本文报道了两种模拟严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）刺突蛋白受体结合域（RBD）的肽，并研究其在临床样本中与相应人免疫球蛋白G（IgG）和免疫球蛋白M（...
严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）持续变异，亟需快速、准确且易用的诊断平台。本研究开发了一种超灵敏无标记表面增强拉曼散射（SERS）适配体传感器，用于广谱检测SARS-CoV-2关切变异株。通过颗粒展示（Particle Display）高通量筛选，获得两种可与SARS-CoV-2刺突蛋白（S protein）结合...
本文提出一种用于预测基于二维（2D）半导体场效应生物传感器电学读出的紧凑模型。该模型解析描述了器件静电特性，包括二维半导体中的电荷密度、屏障氧化物表面电荷的位点结合模型，以及由带电大分子形成的可离子渗透膜与Stern层；并将上述静电过程与生物传感器内部的载流子输运相耦合，利用Donnan电势求解膜内电势分布。模型考虑了影响生物传感器...
胶质瘤是最常见的原发性脑肿瘤，预后差且死亡率高。目前其诊断与监测主要依赖影像学检查，但信息有限且需要专家判读；组织活检虽可定级，却属侵入性操作。液体活检通过检测体液中的肿瘤标志物，可作为微创、实时的替代或补充手段，但常规采样与检测方法在敏感性和实时分析能力上不足。本文是一篇综述，聚焦胶质瘤相关的诊断、预后和预测生物标志物，系统梳理了...
无标记相互作用分析所得亲和常数（kd、ka 和 KD）受传感器表面配体密度影响显著。本文提出一种基于 SPR 成像的新方法，在传感器表面构建配体密度梯度，使分析物响应可外推至 Rmax=0 μRIU。该方法利用质量传输限制区确定分析物浓度，避免为调节配体密度而进行繁琐优化，并最大限度降低再结合、强双相行为等表面依赖效应。方法可完全自...
单克隆抗体（mAb）疗法是预防或中和早期 COVID-19 最具前景的免疫疗法之一，已有多种制剂获欧美药监机构批准。但其广泛应用的瓶颈在于制造与评估过程耗时、劳动密集且高度专业化，导致成本过高并延迟患者给药。本文提出一种仿生纳米等离子体生物传感器，作为更简单、快速且可靠的 COVID-19 单抗疗法筛选与评价技术。通过在等离子体传感...
本文阐述了一种用于无标记检测的介电调制栅极工程异质结隧穿场效应晶体管（GE-HTFET）生物传感器的直流与瞬态响应。选用低直接带隙材料砷化铟（InAs）作为源区，以增强隧穿FET中的带间隧穿。引入扩展栅结构以稳定纳米腔中的生物分子，显著提升开态电流灵敏度。利用SILVACO ATLAS TCAD工具，考虑生物靶标的介电常数k和电荷密...
准确、简便、高效测定单链 DNA（ssDNA）浓度对 DNA 吸附、生物传感器设计和疾病诊断等分析应用很重要，但仍具挑战。本文研究基于阳离子共轭聚合物（CCP）的 ssDNA 检测方法，利用 CCP 结合 ssDNA 后明显荧光变化。聚[3-(3′-N,N,N-三乙氨基-1′-丙氧基)-4-甲基-2,5-噻吩盐酸盐]（PMNT）对 ...
新冠疫情对现有诊断工具提出巨大挑战，亟需快速、准确、可及的即时检测（POC）设备以监测感染和免疫应答。电化学检测器件易于微型化，适合 POC 应用。本文开发了一种基于互指微电极阵列（IMA）的无标记阻抗免疫传感器，用于检测并监测人血清中的 SARS-CoV-2 抗体。通过偶联化学将 SARS-CoV-2 刺突蛋白（S-protein...
新冠疫情显著推动了即时检测（POC）诊断工具的开发，因为这类工具可用于监测和控制疾病传播。目前多数方法需要复杂实验室仪器和专业人员，才能为新冠诊断提供可靠、经济、特异且灵敏的 POC 检测。本文将智能手机辅助的 Sensit Smart 电位计（PalmSens）与纸基电化学传感器集成，用于检测严重急性呼吸综合征冠状病毒 2（SAR...
本文通过 Silvaco-TCAD 模拟评估了带源口袋的垂直双栅 GaSb/Si 隧穿场效应晶体管（V-DGTFET）生物传感器性能。该器件在源区采用小带隙 GaSb，与 Si 沟道形成 GaSb/Si 异质结，以增强源-沟道间带间隧穿并改善漏电流。研究比较了半栅欠重叠与半栅重叠结构作为无标记生物传感器的性能，针对 APTES（κ=...
本文报道了一种基于双腔体介电调制铁电电荷等离子体隧穿场效应晶体管（FE-CP-TFET）的生物传感器，用于增强生物分子检测灵敏度。通过在源-栅介质界面刻蚀纳米腔体并引入 underlap 与介电调制机制，实现无标记、超灵敏的生物分子检测。铁电材料作为栅堆叠产生负电容效应，可放大低栅压；电荷等离子体技术用于形成源漏区，避免金属掺杂带来...
近年来，高性能介电调制场效应晶体管（DMFET）因沟道长度可小于等于100 nm而受到即时诊断应用关注。本文提出并系统研究了异质栅金属介电调制无结纳米管场效应晶体管（DM-JLNFET）架构，用于无标记电化学生物传感，并采用大量数值器件仿真进行验证。该设计利用纳米管结构对沟道静电的强控制以及无结结构在电子注入和抑制短沟道效应方面的优...
介电调制（DM）场效应晶体管（FET）因可用于生物分子的无标记检测而受到广泛关注，但短沟道效应会限制其灵敏度、可扩展性和能效。为充分发挥 DM-FET 生物传感器的潜力，本文提出一种高可扩展、高灵敏且节能的纳米管隧穿场效应晶体管（NT-TFET）生物传感器，用于无标记检测生物分子。该器件通过修改传统 NT-TFET 结构，在源-沟道...
液晶材料的应用已从电子工业中的显示器件扩展到光学检测生物与化学分析物的新技术。本综述讨论液晶材料作为无标记传感元件在光学、电光与电化学生物传感器中的兴起。液晶分子在外场刺激或与生物分析物、化学物质相互作用时取向发生改变，这一特性被用于构建高灵敏液晶生物传感器。综述按生物分子反应机制（酶促反应、核酸反应和免疫反应）以及不同液晶界面（固...
食品安全是建立消费者信任的核心问题。随着分析技术从传统实验室方法发展到色谱、免疫分析和生物传感，生物传感器因快速、无损、低成本和自动化而成为食品检测的重要工具。表面等离子共振（SPR）生物传感器是一种光学生物传感器，通过光学系统激发和探测金属膜表面的表面等离子体，并利用固定在传感表面的生物分子识别元件捕获样品中的目标分析物。当分析物...