开发了一种基于丝网印刷石墨烯电极（SPGEs）修饰超薄聚1,5-二氨基萘（pDAN）层的免疫传感器，用于高灵敏检测阿尔茨海默病可靠生物标志物β-淀粉样蛋白肽。通过电聚合1,5-二氨基萘（DAN）在石墨烯丝网印刷电极上形成厚度可控的连续聚合物层。采用拉曼光谱和X射线光电子能谱表征原始石墨烯及聚合物修饰石墨烯电极的表面特性，并研究聚合物...
随着世界卫生组织宣布SARS-CoV-2大流行，多项报道证实细胞因子风暴是感染患者最致命的后果之一。因此，细胞因子风暴可作为多数COVID-19患者疾病进展的血清标志物。本文开发了一种快速电化学阻抗谱（EIS）传感器，用于定量评估患者总体免疫活性。由于细胞因子风暴期间血液中多种细胞因子同时升高，无需特异性检测单一细胞因子，也无需对电...
本研究采用简化、无表面活性剂的方法，制备了具有三叶形面的三维立方 Eu3+/Cu2O 纳米结构（Eu3+/Cu2O CLFNs），并将其修饰于碳糊电极（CPE）表面，构建了新型无标记电化学 DNA 生物传感器。该修饰电极首次用于监测双链 DNA（dsDNA）与抗癌药物阿糖胞苷（cytarabine, CBN）之间的电化学相互作用。检...
工作于中红外（mid-IR）波段的等离激元生物传感器适合高特异性、无标记光学生物传感，其原理是通过检测生物分子与周围介质相互作用引起的共振波长移动来识别目标。然而，金属等离激元传感器在中红外波段存在信号转换差和光学损耗高等问题，导致灵敏度较低。本文提出一种超双曲材料（HMM）生物传感器，利用石墨烯等离激元在中红外波段的强局域化和可调...
本文研究了用于快速生物医学分析的新型混合微流控生物芯片各元件制造技术的特点，并进行了比较分析。所设计生物芯片集成微流控系统，可在生物流体中富集目标化合物，从而提高系统灵敏度，并实现检测单元的无标记设计。文中给出了用于蛋白质结构无标记荧光检测的给定拓扑微流控系统的多层制造工艺：首先用(3-氨基丙基)三甲氧基硅烷（APTMS）对玻璃基底...
本研究报道了一种无标记、快速且可实时识别生长因子（GF）的生物传感器。生长因子参与细胞分裂、组织增殖及多种疾病过程，其快速检测具有重要医学意义。该传感器基于剪切水平表面声波（SH-SAW）免疫传感器与微流控芯片的集成，在动态流动模式下检测GF样品。作者采用两种多克隆抗体分别构建针对神经营养因子-3（NT-3）和成纤维细胞生长因子-2...
本文提出并研究了几种用于光子晶体表面模式（PC SM）生物传感器的石英表面涂层，以实现生物分子的高效吸附及其后续无标记检测。该方法通过分析光子晶体表面光学模式传播参数的变化来揭示生物分子的沉积与吸附，并可独立记录全反射角和表面波激发角，从而实时测量分子与细胞亲和相互作用。作者系统研究了具有醛基、羧基和环氧基等不同锚定基团、适合与生物...
严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）疫情促使研究者开发快速、灵敏的检测方法。表面增强拉曼光谱（SERS）可为材料提供特征指纹，是潜在检测手段。本研究制备了用于检测SARS-CoV-2 S1（RBD）刺突蛋白的SERS传感器，由硅纳米线（SiNWs）基底修饰等离子体银纳米颗粒（AgNPs）构成，二者均通过湿化学方法制备...
本研究开发了一种纳米带生物传感器（NRBS），用于识别模拟并类似于与结直肠癌相关的miRNA-17-3p的合成DNA。该纳米带生物传感器的传感元件是基于绝缘体上硅（SOI）纳米结构的纳米芯片，芯片包含10条纳米带阵列，并采用自上而下技术进行设计。为实现对miRNA-17-3p的生物特异性识别，纳米芯片表面修饰了针对miRNA-17-...
基于无标记电学传感的通用生物分子分析平台可应对重要诊断挑战。场效应晶体管（FET）生物传感器通过探测生物实体电荷实现即时检测，皱褶石墨烯尤其具有前景。此前已报道在皱褶石墨烯FET平台上利用DNA分子实现电学场效应传感的检出限。本文报道了皱褶石墨烯FET对多巴胺、白细胞介素-6（IL-6）和SARS-CoV-2病毒蛋白等小分子与蛋白生...
隐孢子虫是一种原虫病原体，对公共健康和经济构成重大威胁。本文报道了一种便携式比色生物传感平台，利用寡核苷酸修饰的金纳米颗粒（AuNPs）实现隐孢子虫RNA的灵敏、选择性、无标记且无PCR检测。将一对特异性巯基化寡核苷酸固定于AuNPs表面，其序列互补于隐孢子虫RNA的相邻区域。比色反应在微加工芯片上进行，并置于3D打印支架中，从而无...
新冠疫情由严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引起，早期诊断与隔离对控制疫情至关重要。现有核酸检测方法对样品质量和实验室条件要求较高，难以满足灵活应用需求。本文报道一种激光诱导石墨烯场效应晶体管（LIG-FET）用于检测SARS-CoV-2。该器件通过不同还原度的激光诱导石墨烯制备，形成牡蛎礁状多孔石墨烯通道，以富集...
乙型肝炎病毒（HBV）感染是全球公共卫生威胁，慢性乙型肝炎（CHB）可能进展为肝细胞癌（HCC），亟需低成本、可实用的诊断方法。本研究采用商业半导体工艺制备多晶硅纳米线场效应晶体管（pSiNWFETs），并通过化学功能化实现乙肝病毒表面抗原（HBsAg）和乙肝病毒X蛋白（HBx）的飞摩尔级无标记检测。HBsAg是HBV感染诊断的标志...
电学阻抗生物传感器与微流控器件结合，可在单细胞尺度对基础生物学过程进行高通量分析。这类专用分析工具能够以高灵敏度评估药物有效性与毒性，并在单细胞水平表征生物功能。由于可测量参数取决于单细胞捕获方法，相关技术发展最终决定传感器效率与性能。识别单细胞捕获技术的最新趋势，可为新结构设计和与其他技术组合带来机会，从而推动更先进应用，提高对目...
本文报道了一种基于太赫兹发射技术的适配体生物传感器，用于快速高灵敏检测小分子微囊藻毒素-LR（MC-LR）。该传感器核心为太赫兹化学显微镜（TCM）传感板，由蓝宝石衬底上的薄硅层及其表面天然二氧化硅层构成。DBCO标记的DNA适配体通过一步点击化学与硅烷化表面的叠氮基团共价连接，密度泛函理论估算表面活性位点约为3.8×10^13 c...
本文是《Scientific Reports》原论文的出版更正，更正内容为图4图例误用了图5图例。原论文报道了一种无标记光纤球尖生物传感器，用于皮摩尔水平检测 CD44 蛋白。该传感器以光纤球尖作为光学换能端，表面依次使用 3-氨基丙基三甲氧基硅烷（APTMS）、11-巯基十一烷酸（MUA）以及 EDC/NHS 进行化学修饰，以构建...
肿瘤来源外泌体miRNA在癌症发生与进展中可能具有重要功能，是早期诊断和预后监测的潜在生物标志物。然而，外泌体miRNA的简单、灵敏且无标记检测仍具挑战。本文报道了一种基于聚合物分选高纯度半导体碳纳米管（CNT）薄膜的超灵敏、无标记且稳定的场效应晶体管（FET）生物传感器，用于检测外泌体miRNA。与传统CNT FET不同，该传感器...
前体梯度同源物2（AGR2）是多种癌症的潜在生物标志物。在胰腺癌中，癌前病变可将其分泌至胰液，因此灵敏检测AGR2对胰腺癌及其他癌症的早期诊断具有重要价值。本文报道了一种基于纳米结构多孔硅薄膜的无标记AGR2适配体传感器，并通过加速目标传质和降低系统噪声来提高灵敏度。传感器以阳极氧化多孔硅Fabry-Pérot薄膜为光学换能器，表面...
本文提出一种基于聚合物技术的干涉型电光生物传感器件，其核心为嵌入双层单原子石墨烯电容的马赫-曾德尔干涉仪（MZI）。在电容两端施加外部电压时，电场作用于上下石墨烯层，改变其表面电荷密度与费米能级位置，从而调节石墨烯的电光性质，使聚合物波导中的光吸收可随电压连续调控。与此同时，该电场-光场耦合增强了传感区倏逝波与石墨烯的相互作用，使干...
固体表面上分子分析物的电离态对基础科学及纳米生物传感器设计具有重要意义。这些电离态由待测物质中分子之间以及分子与靶表面之间的相互作用诱导产生。本文利用 COMSOL Multiphysics 软件对带栅极控制的动态 PIN 二极管进行计算机模拟，研究表面电荷密度和分布对器件输出信号生成的影响。该器件具有内置势垒，能够在动态阳极偏置下...