高电子迁移率晶体管（HEMT）生物传感器有望实现无标记、实时和直接检测。得益于二维电子气（2DEG）的独特性质，HEMT能够放大生物分子引入后电位变化引起的电流变化，因而对表面电荷高度敏感。本综述系统讨论了AlGaN/GaN和AlGaAs/GaAs HEMT作为生物传感器在不同栅极架构中的最新进展，阐述了其基本工作机制，并给出关键实...
本文是《蛋白质-材料界面：基础与应用》第二卷研究专题的编辑评论。作者指出，科学家在界面处工作并调控界面性质，可为多个领域带来新可能。该专题收录五篇文章，围绕蛋白质与表面的相互作用及其有意应用展开，探讨如何通过蛋白质吸附、自组装和表面功能化改变材料性质并引入新功能。内容涉及用于化妆品和医疗应用的天然递送系统、面向生物医学、生物传感和食...
微生物学、生物催化、重组分子生物学与纳米技术的融合，对开发纳米生物药物和传感技术具有关键意义。基于酶的纳米生物传感器在环境、制药、食品和生物炼制等领域具有应用前景，要求酶在极端操作环境中长期保持可靠催化效率和功能。近年来，利用嗜热微生物来源的热稳定酶（thermozymes）生物制备纳米生物传感器被视为可行设计。热稳定酶具有稳健性，...
表面增强拉曼散射（SERS）是一种强大的振动光谱工具，与自发拉曼散射相比可提供数量级的化学灵敏度提升，但快速、简便地合成稳健且均匀的 SERS 基底仍具挑战。光刻法可获得高且均匀的灵敏度，但设备昂贵、工艺复杂，难以规模化；溶液相化学法常因材料中“热点”分布不均而导致 SERS 基底性能不可靠。本文报道了一种均一金纳米泡沫（AuNF）...
超表面能够在超薄平台上自由操控电磁波，已成为微纳光子学的重要方向。本文提出一种基于二维周期性TiO2介质光栅的全介质高Q折射率传感器，利用导模共振（GMR）实现高灵敏生物传感检测。与传统金属表面等离子体传感器相比，全介质结构具有低损耗、窄线宽和CMOS工艺兼容性等优势。作者采用FDTD方法对结构进行电磁模拟，优化参数为周期P=440...
微针（MNs）是一种用户友好且微创的注射与采样技术，相比传统针头疼痛更轻、组织损伤更小。由于能够采集体液，微针阵列（MNAs）成为开发生物传感装置的理想候选平台，可用于检测样本中的目标分子或生物标志物。本文讨论面向即时检测（POC）生物传感应用的微针阵列 3D 打印技术，综述了立体光刻（SLA）、数字光处理（DLP）、双光子聚合（T...
双氰亚甲基-4H-吡喃（DCM）衍生物是典型荧光核心，具有大斯托克斯位移、优良光稳定性和可调近红外（NIR）发射等优异光物理与光化学性质。DCM 探针的发光机制主要依赖分子内电荷转移（ICT）。通过调控 ICT 过程，探针可特异性响应目标分子。据此，研究者构建了一系列 NIR DCM 探针，用于检测细胞中的离子、活性氧（ROS）和生...
量子点（QDs）是尺寸约2–10 nm的半导体纳米粒子，因量子限域效应而具有优异光稳定性、窄发射带、宽光谱可调和高光致发光量子产率，已成为替代传统有机荧光染料的发光纳米材料，在光电、诊疗、成像、追踪、传感、药物递送和光治疗等领域具有应用前景。本文作为研究专题编辑，概述了QDs的制备与生物应用进展，重点介绍低毒/非毒QDs如碳点（Cd...
适配体因特异性高、稳定性好、易于筛选和修饰，已成为生物传感器中重要的识别元件。微芯片作为新型分析检测平台，在生化传感、医学诊断和环境监测中快速发展。本文综述了适配体信号放大策略与微芯片结合的高灵敏生物分析应用，系统介绍微流控芯片、纸基芯片和微阵列芯片三类平台的特点。重点讨论酶介导放大（PCR、RCA、LAMP、SDA、NASBA、R...
金属有机框架（MOFs）作为典型结晶多孔材料，具有功能多样、结构与组成可调等独特特征。将其降维为二维后，超薄金属有机框架纳米片因平面拓扑而具备更优异的外延性质，有利于多种技术应用。本综述重点阐述了超薄金属有机框架纳米片因平面拓扑而具有的独特结构性质，包括光透过率和电导率。此外，总结了其设计策略与多样化制备方法，并讨论其适用性与可及性...
聚丙烯酸（PAA）是一种无毒、生物相容且可生物降解的高分子材料，近年来受到广泛关注。通过对其羧基进行化学修饰，可获得具有更优化学性能的 PAA 纳米衍生物；由 PAA 衍生物制备的纳米颗粒因稳定性和生物相容性良好，可用于药物递送。PAA 及其纳米共轭物还可作为刺激响应平台，适用于药物递送和抗菌应用，使其成为传统及新型药物载体的理想候...
本文主要研究银纳米棒与金膜间隙结构的等离子光学性质。作者采用有限元方法和COMSOL Multiphysics建立模型并进行仿真，系统改变银纳米棒与金膜之间聚电解质（PE）间隔层厚度、入射光条件及周围环境介质。由于银纳米棒具有各向异性，该微腔系统对内部结构和外部条件变化极为敏感，并沿纳米棒长轴方向表现出较强的光学响应。通过分析纳米颗...
细胞因子是由免疫和非免疫细胞在外界刺激下分泌的一组小蛋白，其检测在疾病早期诊断、病情监测和治疗反应评估中具有重要意义。目前已有ELISA、放射免疫分析、ELISPOT、qRT-PCR、免疫染色、细胞内细胞因子染色和微阵列等多种检测方法，但在特定应用中，多路复用、连续监测以及可穿戴生物传感检测仍具重要价值。纳米材料因具有高比表面积、可...
由严重急性呼吸综合征冠状病毒2型（SARS-CoV-2）引发的新冠疫情已成为近几十年来全球最大公共卫生紧急事件。SARS-CoV-2基因组中已发现数千个突变，部分突变株传播力更强，可能取代原始毒株。近期，B.1.1.7（Alpha）、B.1.351（Beta）和B.1.617.2（Delta）等具有更高传播性的变异株被检出，并在全球...
开发具有优异性能的各种纳米传感器，以准确、灵敏地检测物理信号，对电子系统的发展至关重要。氧化锌（ZnO）是一种具有宽禁带（3.37 eV）和室温高激子结合能（60 meV）的独特半导体材料。由于ZnO纳米结构具有优异的光学、压电和电化学性能以及大比表面积，已被广泛研究用于高性能传感器。本综述首先介绍ZnO纳米材料的形貌和主要合成方法...
核酸纳米技术通过设计合成核酸链构建纳米级功能体系，其结构特性与构象多态性使其在生物传感中具有吸引力。本综述系统比较了分子信标（MB）和DNA折纸（DNA origami）两类核酸支架在生物传感中的最新进展。MB属于传统发夹茎环结构，通常两端标记荧光团和淬灭剂，靶序列与环区杂交后构象打开，引起荧光变化，可用于核酸、蛋白、金属离子和病原...
单分子检测具有操作简便、响应快速、样品消耗少、信噪比高等特点，代表了测量科学中的极限灵敏度，已在生物传感器开发中受到广泛关注。近年来，多种具有独特化学、光学、力学和电子特性的功能纳米材料被合成出来，将其与单分子检测相结合，可构建性能优异的新型单分子荧光纳米传感器。本文综述了2011—2020年基于新型纳米材料构建的单分子荧光纳米传感...
本文综述了用于上肢假肢手势意图获取的多种生物传感方法，重点分析肌电假肢控制任务中高质量生物信号采集的重要性。作者将常用侵入式与非侵入式脑-机、肌-机接口分为侵入式、非侵入式和多模态融合三类，并逐一介绍其工作原理、优势与局限。侵入式方法包括植入式肌电图（iEMG）、皮层脑电图（ECoG）和神经电图（ENG），可直接获取局部肌肉、皮层或...
本综述系统总结并广泛分类自然界中主要可持续天然碳水化合物生物大分子，包括植物源（纤维素、淀粉、果胶）、海藻源（藻酸盐、卡拉胶、琼脂）、微生物源（细菌纤维素、葡聚糖、普鲁兰多糖）和动物源（透明质酸、肝素、几丁质、壳聚糖）等，并讨论它们被制备成静电纺丝纤维的研究进展。文章比较了这些生物材料通过静电纺丝制备纳米纤维的溶液行为、共混特性、流...
该文发表于《Biosensors and Bioelectronics》预印本，标题为《一种自供电皮肤贴片电致变色生物传感器》。根据标题可判断，文章拟报道一种面向可穿戴应用的电致变色生物传感器，其核心特征是将生物传感功能集成于皮肤贴片形态，并采用自供电方式工作。电致变色生物传感器通常通过生物识别事件引起界面电化学状态变化，使电致变色...