Challenges for Field-Effect-Transistor-Based Graphene Biosensors.
石墨烯因其优异的物理性质而成为有前景的生物传感器材料。基于场效应晶体管(FET)的生物传感器可借助石墨烯的高载流子迁移率实现高灵敏度检测,但石墨烯-FET生物传感器尚未广泛实用化。本综述聚焦石墨烯-FET生物传感器,讨论其优势、开发挑战及解决方案。德拜屏蔽会使检测目标的表面电荷被溶液离子屏蔽而难以检测,可通过小分子受体及其结合后构象...
石墨烯因其优异的物理性质而成为有前景的生物传感器材料。基于场效应晶体管(FET)的生物传感器可借助石墨烯的高载流子迁移率实现高灵敏度检测,但石墨烯-FET生物传感器尚未广泛实用化。本综述聚焦石墨烯-FET生物传感器,讨论其优势、开发挑战及解决方案。德拜屏蔽会使检测目标的表面电荷被溶液离子屏蔽而难以检测,可通过小分子受体及其结合后构象...
在偏远社区,葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PD)缺乏症诊断困难。本研究评估半定量 STANDARD G6PD 生物传感器(SD Biosensor, RoK)的修改操作程序和延迟检测对即时诊断的影响,并评价推荐截断值。研究比较指端毛细血管血标准法、EDTA 毛细血管血(方法1)、EDTA 静脉血(方法2)、不同加样方式(方法3)以及用...
为实现慢病诊断和治疗药物监测中低浓度生物标志物的快速无标记检测,本文提出一种多用途光学生物微机电系统(BioMEMS)传感平台。该平台以高灵敏度MEMS悬臂梁为换能器,利用其表面应力响应将生物识别事件转换为机械位移,并通过可调光学干涉系统、CCD相机和图像处理算法精确记录纳米级位移,从而识别分析物类型并定量其浓度。通过更换生物受体并...
计算机视觉已成为生物传感领域的有力工具,有助于开发用于分析和解释生物数据的创新、精准系统。这种跨学科方法利用计算机视觉算法和技术,从医学诊断、环境监测和食品健康等多种生物传感应用中提取有价值信息。尽管经过多年发展,该领域仍有较大提升空间。本文展望了计算机视觉如何应用于生物传感器的原始传感数据,并阐述其对生物传感应用的优势。随后讨论该...
本研究开发了一种用于流动注射分析(FIA)系统中测定阿斯巴甜(aspartame)的安培双酶生物传感器。该系统由两个串联的酶反应柱和一个过氧化氢电极组成,两个反应柱分别装填以戊二醛(GA)活化微球共价固定化的α-胰蛋白酶(CHY)和醇氧化酶(AOX)。CHY先将阿斯巴甜水解为L-天冬酰-L-苯丙氨酸和甲醇,AOX再将甲醇氧化为甲醛和...
生殖细胞对性繁殖至关重要。在动物界,细胞外信号萜类分子如脊椎动物中的视黄酸(RA)和无脊椎动物中的保幼激素(JH)参与生殖细胞生命周期多个过程。本研究以果蝇为模型,探讨 JH 在胚胎原始生殖细胞(PGC)迁移中的作用。与已知的幼虫和成虫内分泌功能不同,作者发现 JH 信号在胚胎发育中局部发挥作用。利用体内 JH 生物传感器,作者观察...
爱泼斯坦-巴尔病毒(EBV)是一种普遍存在的γ疱疹病毒,可与B淋巴细胞维持终身潜伏感染。本研究建立了一种快速、可靠的EBV感染检测平台,将环介导等温扩增(LAMP)与金纳米颗粒侧流层析生物传感器(AuNPs-LFB)相结合,命名为EBV-LAMAD。研究设计并合成了针对EBV核抗原前导蛋白(EBNA-LP)基因的特异性LAMP引物,...
为应对SARS-CoV-2快速传播,床旁(POC)高频检测是控制疫情的关键。现有RT-PCR准确但昂贵、耗时且依赖专业设备,难以大规模普及。本文综述用于COVID-19可及POC检测的功能化纳米材料光学与电化学生物传感器。这些传感器将纳米材料与纸基分析器件、其他低成本基底、传统侧流免疫层析(抗原/抗体检测)及新型生物传感方法相结合,...
外源性芳香族水污染物对环境可持续性构成严重威胁。由于这类化合物缺乏可检测官能团且选择性生物识别支架稀缺,现场检测策略仍难以实现。本文提出将生物传感器支架与有机电子器件结合,构建用于环境芳香污染物监测的紧凑器件。作为原理验证,作者设计了一种可快速、经济、可靠且超灵敏检测酚的传感模块,检出限达 2 ppb(0.02 mM)。该模块将生物...
石墨烯溶液门场效应晶体管(gSGFETs)在化学与生物传感中具有高潜力,但功能化步骤复杂、易过度反应并受杂质影响,且常限于特定配体。本文提出一种单步固定化学修饰适配体的新策略,适配体带有芴甲基(fluorenylmethyl, Fm)和吖啶(acridine, Ac)芳香基团,通过简便合成路线克服上述限制。以凝血酶为模型检测物,将该...
二维材料在生物传感领域具有广阔前景,尤其是作为场效应晶体管(FET)中的传感通道。石墨烯是最常用且最具商业化潜力的二维材料之一,但将其用于生物传感仍需解决工作条件、灵敏度、选择性、可报告性和经济可行性等关键问题。基于石墨烯的场效应晶体管(gFET)通过生物受体-分析物结合事件引起石墨烯掺杂和/或静电门控效应,从而调制晶体管电学特性;...
食品中微生物可危害人体健康,甚至引发严重不良反应或死亡,因此亟需有效方法加以控制。近年来,智能生物传感器包装研究快速发展,主要受食品安全关注与减少资源浪费的推动。智能生物传感器包装是一种即时、高效的智能包装技术,无需复杂操作即可直接、科学地反映食品质量。本综述围绕智能生物传感器包装提供相关信息,重点回顾用于监测食源性微生物的生物传感...
MXene是一类快速兴起的二维多功能纳米材料,其合成是继石墨烯之后二维材料领域的又一突破。MXene通常由过渡金属碳氮化物、氮化物和碳化物构成,可通过刻蚀或机械剥离选择性MAX相获得,具有独特层间距、高离子与电子传输能力、大比表面积、优异热/电导率、高体积电容、抗热震与抗氧化、易加工、本征亲水及生物相容性。其表面富含可调控官能团,可...
内分泌干扰物是天然或人为产生的环境微污染物,可改变内分泌系统功能并最终损害代谢。双酚A(Bisphenol A, BPA)是其中最常见的污染物之一,常作为增塑剂用于环氧树脂和聚碳酸酯,因此监测不同环境中的BPA水平既重要又具有挑战性。近年来,针对BPA的检测方法不断涌现。本文对近十年发表的基于适配体的电化学、荧光、比色及其他BPA检...
肝细胞癌(HCC)早期诊断对提高患者生存率至关重要。甲胎蛋白(AFP)是用于HCC及部分其他癌症筛查和监测的糖蛋白血清生物标志物,但传统ELISA、放射免疫和免疫化学方法存在耗时长、成本高、灵敏度不足和抗体稳定性差等局限。适配体传感器因稳定性高、亲和力强、选择性优、成本低且可再生,成为AFP检测的重要工具;纳米材料可进一步降低检出限...
表面增强拉曼散射(SERS)是一种超快、超灵敏、非破坏性分析技术,已广泛应用于食品安全、生物学、化学和医学诊断等领域,甚至可实现单分子水平检测。拉曼光谱的发展高度依赖高性能SERS基底;早期粗糙金属电极已演变为固体支撑上的周期性纳米图案阵列。然而,刚性SERS基底因缺乏柔性和弯曲贴合能力,难以直接用于果蔬、动物皮肤、加工食品等非平面...
食品与饮料中黄曲霉毒素的快速定量检测对预防肝癌等严重疾病具有重要意义。黄曲霉毒素由曲霉属产生,具有强致癌性和肝毒性,常见于谷物、坚果、乳制品等。本文综述了黄曲霉毒素主要类型、纳米材料在生物传感器中的作用,以及电化学、光学和石英晶体微天平(QCM)传感方法在食品与饮料样品检测中的应用。文中指出,纳米材料可增强传感性能,抗体、适配体、分...