Biological Sensing Using Vertical MoS
本研究开发两种MoS2与石墨烯垂直异质结构——MoS2/石墨烯（MG）和石墨烯/MoS2（GM）——用于场效应晶体管（FET）生物传感器中的生物分子检测。利用MoS2和石墨烯不同性质，对每种构型采用专门功能化：石墨烯上覆盖MoS2时采用基于硅烷的三乙氧基硅基丁醛（TESBA）法，MoS2上覆盖石墨烯时采用1-芘丁酸N-羟基琥珀酰亚胺...
Functionalization of Water-Soluble Conjugated Polymers for Bioapplications.
水溶性共轭聚合物（WS-CPs）因高摩尔吸光系数、能量转移效率、荧光量子产率和光稳定性，已广泛用于体外光学传感和体内光治疗。为使其与蛋白质、核酸、抗体、细胞及细胞内组分等生物靶标发生特异性相互作用，需将糖、肽、核酸、生物素、蛋白质及其他生物识别元件共价连接到聚合物骨架或侧链上。本文系统综述了用于 WS-CP 生物功能化的主要合成化学...
Biochemistry strategies for label-free optical sensor biofunctionalization: advances towards real applicability.
无标记生物传感器，尤其是基于等离子体或硅光子系统的光学换能器，有望成为快速、高灵敏临床诊断、现场环境监测以及食品与工业质量控制的重要替代技术。然而，多数生物传感器技术尚未转化为商业产品，其中关键瓶颈之一是缺乏标准化的传感器生物功能化方案。本综述总结了传感器表面化学修饰与生物受体固定化的常用方法，并从分析灵敏度、选择性、重现性和通用性...
Efficient Chemical Surface Modification Protocol on SiO
生物受体固定（生物功能化）是开发高灵敏度标签自由生物传感器时的关键瓶颈。传统方法虽有效但效率不足，常因功能化协议不佳和重复性差而限制性能。本文提出一种基于硅烷化学的 SiO2 光学传感换能器表面修饰协议，采用少见的 3-乙氧基二甲基硅基丙胺（APDMS）构建有序单层并降低非特异性污损。作者通过接触角、X 射线光电子能谱、椭偏仪和荧光...
Immunosensing Based on Optical Fiber Technology: Recent Advances.
光纤技术的演进已深刻改变光学传输、环境监测与生物医学等多个领域。用于生物传感时，光纤芯层中的导光被暴露于周围介质，分析物可根据光纤构型和生物功能化策略，通过不同技术进行检测。不同构型在制造复杂度、成本和整体性能上存在差异。生物功能化可直接在裸光纤或涂层光纤上进行：裸光纤依赖光纤倏逝波（EW）与分析物的相互作用；涂层光纤则可包含表面等...
Nano-FET-enabled biosensors: Materials perspective and recent advances in North America.
场效应晶体管（FET）因无标记检测、高灵敏度、快速响应、实时测量、低运行功率和可微型化等优势，成为生物传感器的重要平台。一维材料（如碳纳米管、硅纳米线、导电聚合物纳米线、一维金属氧化物）和二维材料（如石墨烯、过渡金属二硫化物、黑磷、二维金属氧化物）具有独特的结构与电子特性，可提升 FET 生物传感器灵敏度，甚至实现单分子检测。本综述...
Impact of Surface Chemistry and Doping Concentrations on Biofunctionalization of GaN/Ga‒In‒N Quantum Wells.
开发 GaN 基量子阱、晶体管等敏感生物传感器时，常需将小分子或蛋白质等生物分子功能化到 GaN 表面。本文以表面功能化为第一步，系统研究了硅烷吸附及超薄硅烷层在 GaN 表面的形成，并进一步实现了四聚体蛋白链霉亲和素以及化学修饰铁转运蛋白铁蛋白（铁蛋白-生物素-罗丹明复合物）的固定。作者采用荧光测量荧光标记蛋白以确定 GaN 表面...
Direct growth of few-layer graphene on AlN-based resonators for high-sensitivity gravimetric biosensors.
本文报道了在氮化铝（AlN）基固体封装谐振器（SMR）上利用镍（Ni）催化、低温化学气相沉积（CVD）直接生长少层石墨烯，并实现抗体生物功能化。SMR制备于全绝缘AlN/SiO2声学镜上，可承受CVD生长温度（最高650 °C）。活性AlN膜故意使c轴倾斜，以激发剪切模态，在液相中表现出优异性能，机电耦合系数和品质因数分别约为3%和...
Designed graphene-peptide nanocomposites for biosensor applications: A review.
用DNA、蛋白质、肽等生物大分子修饰石墨烯，可拓展石墨烯材料在多个领域的应用。结合在石墨烯表面的生物大分子能够提高石墨烯基纳米复合材料的生物相容性与生物识别能力，从而显著提升生物传感器在选择性和灵敏度方面的性能。本综述系统介绍并讨论了石墨烯-肽纳米复合材料在合成与生物传感应用方面的最新进展。文中展示了利用特定设计肽对石墨烯进行生物功...
Comparison of four methods for the biofunctionalization of gold nanorods by the introduction of sulfhydryl groups to antibodies.
将巯基引入生物分子以通过强 Au–S 键功能化金纳米棒（GNR）是一种有吸引力的策略。本研究比较了四种向抗人 IgG 抗体表面引入巯基的方法：Traut 试剂、二硫苏糖醇（DTT）、二硫芳香 PEG6-CONHNH2 以及巯基聚乙二醇胺（SH-PEG-NH2）联合 EDC 反应。结果表明，四种巯基化方法均可高效功能化 GNR，简化制...
Point-of-Need bioanalytics based on planar optical interferometry.
本文综述了面向即时检测（Point-of-Need, PoN）应用的平面光学干涉生物传感器研究进展。干涉式换能器因无标记检测性能可达到约10^-8的有效折射率变化，被视为具有商业化潜力的PoN传感方案。文章系统介绍了马赫-曾德尔干涉仪（MZI）、杨氏干涉仪（YI）、宽带/多波长干涉仪以及双模干涉仪的工作原理、器件设计、微纳制备工艺和...
Fabrication and characterization of a chemically oxidized-nanostructured porous silicon based biosensor implementing orienting protein A.
纳米结构多孔硅（PSi）因高比表面积、良好生物相容性和成熟制备工艺，成为未来生物传感系统的有吸引力材料。为优化其作为生物传感器换能平台的性能，需要提高正确固定且具有合适取向的免疫球蛋白表面密度。本文制备并表征了一种新型生物传感系统，重点改善生物功能化级联。该系统由化学氧化多孔硅（CoxPSi）平台衍生化3-氨基丙基三乙氧基硅烷（AP...
Trends and challenges of refractometric nanoplasmonic biosensors: a review.
受微型化、多重检测和更高灵敏度等潜在优势驱动，折射率纳米等离子体生物传感在较短时间内成为传统表面等离子共振（SPR）生物传感器的替代方案。SPR 已高度商业化，依赖成熟的薄膜表面化学，文献中多包含临床诊断问题的系统分析。相比之下，局域表面等离子共振（LSPR）仍处于更早期、更基础阶段。受新型纳米结构基底制备技术推动，已发表工作通常聚...
A comparative study of in-flow and micro-patterning biofunctionalization protocols for nanophotonic silicon-based biosensors.
可靠固定生物受体于传感器表面是实现高性能、高选择性、高灵敏度生物传感器并直接分析人源样本的关键步骤。为此，作者建立了一种优化方案，用于共价生物功能化新型纳米光子干涉生物传感器的传感区。该方法基于使用羧基水溶性硅烷羧乙基硅烷三醇钠盐（CTES）对氮化硅换能器表面进行离位硅烷化。水稳定有机硅烷相比常用三烷氧基硅烷具有优势：避免产生有机废...
Chemical passivation processes for biofunctionalization schemes on semiconductor surfaces.
在开发基于半导体的新型生物传感器及一般半导体生物功能化方案时，关键在于生物修饰后能够阻断表面剩余反应位点，防止其继续发生化学反应。该步骤既用于保护硅基底免受氧化，也用于在分子水平控制最外层生物分子相互作用。本文设计了一种基于单链生物素修饰硫醇-DNA连接在硅基底上的生物传感器模型系统。硫醇-DNA通过连接在Si(111)表面11-氨...
Biofunctionalized gold nanoparticles for SPR-biosensor-based detection of CEA in blood plasma.
本文报道了一种新型生物功能化金纳米颗粒（bio-AuNPs），用于表面等离子共振（SPR）生物传感器检测人血浆中低水平癌胚抗原（CEA）。bio-AuNPs 由金纳米颗粒表面共价固定链霉亲和素（streptavidin）和牛血清白蛋白（BSA）组成：链霉亲和素提供对 CEA 夹心法第二步中生物素化二抗的高亲和力，BSA 用于降低 b...
Graphene and graphene oxide: biofunctionalization and applications in biotechnology.
石墨烯是零维富勒烯、一维碳纳米管和三维石墨的基本构建单元。石墨烯具有独特的平面结构以及新颖的电子性质，因而受到科学家的广泛关注。本综述选择性分析了石墨烯生物应用领域的当前进展。特别是，详细总结了用于生物应用的石墨烯生物功能化、利用石墨烯或石墨烯基纳米材料开发基于荧光共振能量转移（FRET）的生物传感器，以及石墨烯或石墨烯基纳米材料在...
Chalcogenide glass optical waveguides for infrared biosensing.
由于硫族玻璃具有优异的光学性能，硫族玻璃光学波导有望在光学生物传感器发展中发挥重要作用。本文报道了硫族玻璃光纤与平面波导的制备及其性能。利用在中红外波段透明的硫族玻璃光纤，作者开发了一种可快速、原位获取整体代谢改变信息的光学生物传感器。该传感器通过简单接触样品即可进行远程红外光谱检测。研究尝试确定由大鼠脑短暂局灶性缺血引起的脑代谢改...
Nanostructured porous silicon as functionalized material for biosensor application.
本研究以硼掺杂 p 型单晶硅为基底，通过电化学阳极氧化制备纳米结构多孔硅（PS）薄膜，并利用光致发光（PL）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和 X 射线光电子能谱（XPS）系统表征其结构、表面化学与稳定性。研究发现，在优化阳极氧化电流密度下获得的 PS 薄膜具有较高 PL 强度、良好机械强度和氢钝化表面，适合生物功能化。PS 表面采...