有机半导体因化学与电化学行为可调控，在生物电化学领域备受关注，已被用于细胞刺激、可持续能源和生物传感器。本文综述全有机半导体生物传感器的最新进展，重点讨论通过有机合成对半导体材料进行结构定制。生物传感器基于活性材料接触目标分析物时发生的物理、光学或电化学变化；其中电化学生物传感器因检测性能良好、操作简便而日益重要。分析物可直接与半导...
阿尔茨海默病（AD）是一种进行性神经退行性疾病，其脑内常见病理改变为淀粉样蛋白β（Aβ）聚集体形成斑块。现有结构成像设备昂贵且依赖临床专业人员，难以在低资源场景实现及时诊断。本文设计了一种有机电化学晶体管（OECT）生物传感器，用于体外检测人血清中的 Aβ 聚集体。该器件将 OECT 通道与纳米结构等孔膜集成，膜表面具有对 Aβ 聚...
有机电化学晶体管（OECTs）是近年来发展起来的高效换能器件，由于栅极电极与晶体管沟道分离，既可用于电化学生物传感器，也可用于细胞电生理记录。OECT 与电化学栅极电极的高效集成，使所制备传感器在灵敏度、检出限和选择性等方面得到提升。本文综述了基于 OECT 的生物传感器和细胞电生理记录的最新进展，重点讨论栅极电极与半导体沟道的工作...
本文展示了一种制造真正三维且可定制有机器件的创新方法：采用增材制造制备塑料模板，并在其表面涂覆导电有机薄膜。具体地，作者以选择性激光烧结（SLS）制备聚酰胺三维结构，并通过浸涂法在其表面沉积聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）薄膜，获得多功能原型器件。该原型既能作为三端器件工作，表现出有机电化学晶体管（O...
有机生物电子学通过有机半导体桥接微电子系统与生物组织，形成柔性、轻质、低成本的生物电子器件。有机薄膜晶体管（OTFT）因可放大接收信号，成为先进生物传感平台；有机半导体具有合成自由、低温溶液加工、生物相容和机械柔性，适合可穿戴电子、电子皮肤和植入器件。OTFT 可将目标分析物的存在或变化转换为特定电信号，并通过化学或生物功能化提高灵...
有机电化学晶体管（OECT）是一类基于有机半导体的多功能器件，因成本低、灵敏度高且易于系统集成，被广泛用于生物传感和生物电子领域。PEDOT:PSS 是 OECT 的基准有机半导体材料，其电学性能强烈依赖于薄膜形貌与结构。已有研究表明，薄膜加工会诱导 PEDOT:PSS 发生形貌结构变化，包括面内相分离以及相邻 PEDOT 富集域之...
本文建立有机电化学晶体管（OECT）电流-电压特性的数值模型，基于稳态泊松方程、能斯特方程和能斯特-普朗克方程。模型将掺杂-去掺杂过程描述为从电解质-聚合物界面开始并逐渐穿过聚合物薄膜的移动前沿。当聚合物达到最终稳态时，电势和电荷密度分布主要取决于阳离子在过程中的行为。若阳离子被捕获在发生去掺杂的聚合物位点，移动前沿会停在由外加电压...
有机生物电子器件因柔性、便携、易制备和生物相容性而在传感领域具有应用前景。本文报道了一种新型有机光电化学晶体管（OPECT），它由有机电化学晶体管（OECT）和修饰有硫化镉量子点（CdS QDs）的光电化学栅极电极组成。得益于晶体管的固有放大功能，OPECT 生物传感器比传统生物传感器具有更高灵敏度。其传感机制归因于光敏半导体 Cd...
本文报道了一种基于柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）基底的有机电化学晶体管（OECT）microRNA 检测方法。器件以丝网印刷碳电极为源极和漏极，PEDOT:PSS 为有机半导体通道，金电极经金纳米粒子（Au NPs）修饰并自组装 5′-巯基 DNA 捕获探针后作为栅极。加入 microRNA21 后，其与捕获探针互补杂交，引起栅...
本文报道了一种基于适配体功能化有机电化学晶体管（OECT）的无标记电化学生物传感器，用于检测兴奋性神经递质肾上腺素（epinephrine）。肾上腺素水平异常与 Takotsubo 心肌病、心肌梗死、心律失常等心血管疾病密切相关。该传感器将巯基化肾上腺素结合适配体通过硫醇-金键合固定于金栅电极表面，利用适配体对肾上腺素的高亲和选择性...
细胞表面糖链参与细胞通讯、免疫、感染、发育分化等过程，其表达与癌症生长和转移密切相关。本文报道一种基于有机电化学晶体管（OECT）的生物传感器，用于检测活癌细胞表面糖链表达。以人乳腺癌细胞 MCF-7 表面甘露糖为目标模型，采用聚二甲基二烯丙基氯化铵-多壁碳纳米管（PDDA-MWCNT）作为负载界面，刀豆蛋白 A（Con A）作为甘...
α-氨基酸对映体的手性识别在蛋白质代谢、食品和药物安全中具有重要意义。本文制备了门电极修饰分子印迹聚合物（MIP）膜的有机电化学晶体管（OECT），并将其用作D/L-色氨酸（D/L-Trp）和D/L-酪氨酸（D/L-Tyr）的高选择性、高灵敏度手性识别生物传感器。MIP膜能够特异性识别模板氨基酸，并对Trp和Tyr的氧化具有电催化作...
有机电化学晶体管（OECT）已被广泛用于化学与生物传感。虽然可通过测量器件稳态沟道电流直接监测分析物响应，但获得高信噪比的稳定信号仍具挑战。本文首次提出一种基于交流测量的电化学传感新方法，同时测量 OECT 沟道交流电流的跨导和相位。作者将 OECT 沟道尺寸缩小至数十微米，使器件响应时间降至 10^-5 s 量级，并基于交流方法实...
精准农业的关键在于对植物关键生理参数进行体内、原位和实时监测。本文报道了一种仿生纺织基生物传感器（bioristor），其可直接插入植物组织，用于在活体条件下实时监测植物汁液中溶质含量的变化。该器件由功能化导电聚合物棉纤维和银栅极电极构成，作为有机电化学晶体管工作，能够响应汁液电解质浓度变化。连续工作六周后，传感器对植物形态无可检测...
蛋白生物标志物分析对疾病诊断、预后和治疗监测具有重要意义。传统电化学免疫传感器虽便捷低成本，但对生理环境中低丰度蛋白标志物灵敏度不足。本文报道一种基于有机电化学晶体管（OECT）的新型生物传感器，用于超灵敏检测癌症蛋白生物标志物。该器件通过检测栅极电极上的电化学活性来工作，其信号取决于负载催化纳米探针的蛋白浓度。以乳腺癌关键预后标志...
淡水单细胞微藻雨生红球藻（Haematococcus pluvialis）因能产生高价值抗氧化代谢物虾青素而受到关注。实现虾青素最大产量的一项关键问题，是及时判断雨生红球藻细胞进入衰老绿色营养期的时间，以便施加虾青素生产诱导剂。传统显微镜观察或光密度测定方法费时费力。本研究构建了一种基于有机电化学晶体管（OECT）的新型检测平台。在...
本文报道了一种基于有机电化学晶体管（OECT）的高灵敏度芯片式葡萄糖传感器。该器件将葡萄糖氧化酶（GOx）和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）包覆铂纳米颗粒（Pt NPs）修饰的栅极电极与微流控通道集成。传感机制为：GOx催化葡萄糖氧化生成过氧化氢（H2O2），随后H2O2在Pt NPs催化下发生电化学氧化。该过程显著提高施加于PEDOT:P...
在血液、汗液或唾液等生理流体中，利用低成本、非侵入器件选择性检测生物分析物，对改善医疗诊断与预防具有重要意义。真正用于日常生活的传感系统必须便携、非侵入、易读，并尽可能可穿戴。本文研究了一种有机电化学晶体管（OECT），将其作为简单、低成本且可完全集成于单根棉纱上的电子纺织品生物传感器。该器件用于实时检测肾上腺素，并相对于人体生理流...
本文首次报道了基于聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸)（PEDOT:PSS）的有机电化学晶体管（OECT）用于多巴胺检测。器件采用玻璃基底，热蒸发金源漏电极，旋涂约80 nm PEDOT:PSS 半导体通道，并分别以石墨（GE）、金（Au）、铂（Pt）以及多壁碳纳米管-壳聚糖（MWCNT–CHIT）修饰的 GE 或 Pt 作...