阿尔茨海默病（AD）早期诊断因生物标志物浓度极低且常规检测灵敏度不足而困难。本研究开发碳纳米管场效应晶体管（CNT-FET）免疫传感器，用于无标记检测磷酸化 tau-217（p-tau217）。器件采用氧化钇/氧化铪（Y2O3/HfO2）介电层和金纳米粒子（AuNPs）增强生物功能化，并将抗 p-tau217 单克隆抗体固定于 CN...
中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白（NGAL）是急性肾损伤（AKI）早期诊断的关键生物标志物。本研究建立了一种基于抗体的NGAL检测系统，采用生物层干涉（BLI）这一无标记光学生物传感技术，通过监测生物传感器表面生物分子结合事件产生的实时白光干涉图案实现检测。作者制备并表征了6株抗NGAL单克隆抗体，筛选出对NGAL具有高特异性的候选...
病原菌的快速检测对全球公共卫生具有重要意义。现有检测技术通常受限于效率低、成本高以及易受污染等问题。表面等离子共振（SPR）技术基于金属–介质界面处的衰减全内反射原理，利用表面等离子体对入射光子的共振吸收，通过追踪共振条件变化来检测局部折射率的微小变化，因而具有检测速度快、灵敏度高、可实时无标记监测等优势。本综述系统概述了 SPR ...
本研究提出并数值分析了一种用于无标记、高灵敏折射率检测的等离激元金属-绝缘体-金属（MIM）生物传感器。该器件采用六边形谐振腔与其下边界窄矩形狭缝耦合的混合结构，这一此前未见报道的构型可激发两种不同共振模式，从而相对传统 MIM 结构提高光谱分辨率与传感精度。作者采用时域有限差分（FDTD）方法研究光学响应并优化几何参数。优化后的传...
环辅助马赫-曾德尔干涉仪（RA-MZI）具有高灵敏度和快速光学响应，已用作无标记纳米光子生物传感器。然而，大多数基于RA-MZI的生物传感器需要对环表面进行化学修饰，以固定可与目标分子相互作用的生物分子。本文报道了一种新型微流控集成RA-MZI（µFRA-MZI），其微流控通道直接制作在光子环谐振器上方。µFRA-MZI可在不化学修...
本文提出一种介电调制双源三栅隧道场效应晶体管（DM-DSTG TFET）生物传感器，用于生物分子的无标记检测，并采用 Silvaco Atlas 仿真器对其性能进行系统评估。器件将双源置于三平行栅形成的两个空腔内，并在源极、部分沟道与栅极之间设计空腔，用于生物分子偶联。通过改变空腔中生物分子的介电常数，分析器件电场、表面势和能带图的...
慢性乙型肝炎严重威胁人类健康，早期诊断对提高治愈率至关重要。乙型肝炎病毒（HBV）和甲胎蛋白（AFP）是诊断慢性乙型肝炎的两个关键生物标志物。本研究提出一种硅纳米线阵列场效应晶体管（SiNW-array FET）生物传感器，可实现对HBV和AFP的高灵敏、实时、低成本联合检测。该器件采用自限制氧化和各向异性刻蚀等传统微纳加工工艺制备...
本研究提出一种高性能硅纳米线（SiNW）阵列生物传感器，用于联合检测结直肠癌（CRC）两个关键生物标志物：循环肿瘤DNA（ctDNA）和癌胚抗原（CEA）。器件采用常规微加工技术制备，可在单芯片上集成双SiNW阵列，并精确控制结构与表面功能化。在两个不同阵列区域分别固定特异性探针DNA和抗CEA抗体，实现靶向结合。传感器表现出优异性...
脱嘌呤/脱嘧啶内切酶1（APE1）可特异性切割DNA中的脱嘌呤/脱嘧啶位点（AP位点），在碱基切除修复和维持基因组稳定性中发挥关键作用。APE1表达异常与心血管疾病、神经系统疾病及多种癌症相关，但现有痕量APE1检测方法在部分应用中仍不理想。为此，作者开发了一种无酶、无标记的超灵敏APE1生物传感平台，将APE1特异性位点识别与杂交...
近年来，亲和力（avidity）已成为抗体设计中的关键参数，但现有多数分析仪器只能测量单一结合位点的亲和力（affinity）。本研究评估了一种新型表面等离子共振成像（SPR imaging）仪器 CellVysion 的能力与优势，该仪器利用连续抗体密度梯度定量细胞-抗体 avidity。其核心特征是在定义剪切流条件下，细胞仍保留...
植物病害早期准确检测对粮食安全至关重要。甘蔗丛矮病（RSD）由Leifsonia xyli subsp. xyli（Lxx）引起，因无可见症状而难以诊断，造成重大产量损失。本文报道一种电位诱导电化学（EC）纳米生物传感器，可直接从甘蔗粗汁液中快速、低成本且可现场部署地检测Lxx DNA。该方法无需传统核酸提取和热循环，整合了：（i）...
液体活检（LB）因微创、可重复和能动态监测肿瘤演变，已成为癌症诊断的重要方向。本文综述了光学生物传感器在液体活检中的进展，重点评估其检测循环肿瘤细胞（CTCs）、细胞外囊泡（EVs）、外泌体、循环肿瘤DNA（ctDNA）和microRNA（miRNAs）等生物标志物的能力。与传统以传感器为中心不同，本文采用反向映射策略，从乳腺癌、前...
本文研究了用于登革热NS1蛋白无标记检测的对称异质结双介质均匀隧穿场效应晶体管（HJ-DD-UTFET）与非对称源漏异质结双介质均匀隧穿场效应晶体管（A-SD-HJ-DD-UTFET）的模拟/射频及线性性能。非对称器件通过缩短辅助栅、降低漏区厚度并引入Si-GaAs-Si异质结，实现关态电流8.124×10^-17 A/µm，较对称...
快速灵敏检测致病菌对医疗、食品安全和环境监测至关重要，但传统方法在速度和灵敏度上难以满足实时应用。本研究提出一种基于金属-绝缘体-金属（MIM）双环谐振器结构的无标记等离激元光学生物传感器，用于高效检测细菌种类。采用粒子群优化（PSO）优化传感器几何参数，并通过三维有限差分时间域（3D-FDTD）仿真评估，以提高灵敏度和品质因数（F...
骨桥蛋白（osteopontin，OPN）是一种在人体多种组织和体液中广泛存在的多功能蛋白，参与创面修复、骨形成与重塑、免疫应答、炎症、血管生成及肿瘤发生等过程。本文开发了一种基于表面等离子共振成像（SPRi）生物传感器的新方法，用于生物流体中OPN的定量检测。传感器以金膜芯片为基底，通过半胱胺连接层将小鼠或兔单克隆抗OPN抗体固定...
表面等离子共振（SPR）生物传感器基于全内反射条件下金属-介质界面处的倏逝波传播与光子能量衰减原理。在特定入射光波长、角度和介质折射指数条件下激发等离子体共振；质量或浓度引起的介质折射指数变化会改变共振条件，并以任意响应单位定量读出。SPR系统可实现无标记、实时检测，并提供生物分子相互作用的动力学信息。由于抗体存在稳定性、生产成本和...
本研究提出一种用于检测白细胞介素-6（IL-6）的新型光学生物传感器。IL-6是参与多种病理过程的关键细胞因子。传感平台由多孔硅（PSi）纳米结构基底构成，并在其表面修饰约5 nm厚的分子印迹聚合物（MIP），从而赋予对IL-6的高选择性与高灵敏度。制备过程包括对硅片进行电化学刻蚀以形成多孔结构，随后通过电沉积构建MIP层，使其能够...
近年来，纳米技术推动生物传感发生范式转变，纳米等离子体生物传感器将纳米材料与表面等离子共振（SPR）及局域表面等离子共振（LSPR）相结合，用于医学诊断、食品安全和药物发现中的关键检测需求。基于金、银等金属的纳米结构具有增强的光学与电子性质，可在极低浓度下检测生物分子。尽管其变革潜力显著，但稳定性、重现性、成本效益和规模化仍是限制其...
持续出现的SARS-CoV-2基因突变可能无意中增加人类传播、死亡率和病情加重。由于目前缺乏特异性药物治疗或疫苗，快速检测和有效治疗对控制新冠疫情至关重要。生物TFET相比生物FET具有更高灵敏度和更快响应，而后者更易受较大亚阈值摆幅和短沟道效应影响。本文提出一种介电调制双栅异质结隧穿场效应晶体管生物传感器（DG-bioHTFET）...
本文设计并仿真了一种基于电荷等离子体掺杂的过渡金属硫族化合物（TMD）异质结隧道场效应晶体管（TFET）介电调制生物传感器。器件以单层 WTe2 为源、单层 MoS2 为沟道和漏，形成 WTe2–MoS2 异质结，利用能带偏移提高开启电流并抑制双极性电流；电荷等离子体掺杂通过 Pt 源电极和 Hf 漏电极实现 p+ 与 n+ 区域，...