Progress and Applications of Nanocomposites in the Technology of Biosensors.
过去十年,纳米技术在生物传感器领域取得显著进展。大量纳米颗粒和纳米材料被开发并用于提升生物传感器整体性能。纳米复合材料将多种纳米材料整合到特定基体中,改善其结构与功能特性,从而提高生物传感器效能。本综述系统总结了含金属、聚合物、无机、碳基或金纳米颗粒的纳米复合材料作为新型生物传感器,用于检测多种生物分子的研究进展,重点介绍其在提高灵...
过去十年,纳米技术在生物传感器领域取得显著进展。大量纳米颗粒和纳米材料被开发并用于提升生物传感器整体性能。纳米复合材料将多种纳米材料整合到特定基体中,改善其结构与功能特性,从而提高生物传感器效能。本综述系统总结了含金属、聚合物、无机、碳基或金纳米颗粒的纳米复合材料作为新型生物传感器,用于检测多种生物分子的研究进展,重点介绍其在提高灵...
本文报道了一种基于锌、铜、钴金属氧化物纳米粉涂层的光纤半分布式干涉仪(SDI)生物传感器,用于检测肾脏疾病生物标志物模型系统。纳米粉涂层与SDI平台结合,在保持高灵敏度的同时提高了测量重复性。传感器制备简单,仅需一次光纤熔接并在光纤末端切割形成反射端面。为实现生物标志物的特异性检测,在探针表面固定了单克隆抗体。该传感器可在1 aM至...
随着低成本生物传感器需求增长,二硫化钼(MoS2)等新材料受到关注。MoS2 具有导电性、高比表面积和原子级薄层结构,可实现生物标志物的超灵敏检测,并适用于医疗、环境监测和食品安全。与传统材料相比,MoS2 可通过场效应或等离子体共振位移实现无标记检测,同时保持生物相容性和低成本制备优势,有助于疾病早期诊断。本文综述了 MoS2 基...
2016—2025年,碳纳米管基场效应晶体管(CNT-FET)生物传感器在灵敏度、特异性和快速检测性能方面取得显著进展,推动其在生物医学诊断中的应用。本综述系统总结了换能材料、功能化策略和器件架构方面的关键创新,重点介绍浮栅 CNT-FET 在癌症生物标志物、感染性疾病抗原和神经退行性疾病标志物检测中的应用。双微流控场效应生物传感器...
适配体已成为生物传感领域强大的分子识别元件,具有高特异性、稳定性、可适应性和可逆结合能力。本综述系统探讨适配体传感器(aptasensor)设计中的关键问题,重点包括生物标志物选择、适配体设计、检测策略与固定化方法。文章指出,生物流体中的稳定性、可逆再生、复杂基质干扰以及体外与体内性能差异等挑战仍需解决,以提升传感器性能。综述进一步...
表面增强拉曼散射(SERS)因高灵敏度、快速响应和分子指纹效应而在多个领域至关重要。SERS增强机制通常包括基于贵金属(如Au、Ag)的电磁增强(EM)和化学增强(CM)。近年来,随着CM机制研究深入,非贵金属纳米材料SERS基底因相比贵金属更具经济性、稳定性、选择性和生物相容性而受到广泛关注,并为SERS技术探测生物分子机制提供了...
对传感纹身的兴趣增加反映了可穿戴技术向柔性、贴肤器件的转变。在纳米技术和材料科学推动下,这类器件可提供高灵敏度且可定制的传感器。相关研究不断增多,显示其设计与应用受到关注,潜在用途从生命体征监测到生物标志物检测。传感纹身是可穿戴医疗技术中的有前景方向,受到研究者、临床医生和技术爱好者关注。本研究旨在分析传感纹身健康领域的发展、应用与...
DNA连接酶是参与所有生物体DNA复制、修复和重组的关键酶,通过催化双链DNA中相邻5′磷酸与3′羟基之间形成磷酸二酯键来封闭DNA断裂。除维持基因组完整性外,DNA连接酶近年也被发现可作为多种癌症的诊断生物标志物,并被视为多种疾病治疗的潜在药物靶点。尽管DNA连接酶在基础研究和医学应用中具有重要意义,但高效检测并精确量化这些关键酶...
无标签生物传感器已成为分析分子固有性质(如质量)并定量分子相互作用的重要工具,可避免标记干扰,对药物筛选、疾病生物标志物检测和分子水平生物学过程理解至关重要。过去十年,新型无标签成像生物传感器,包括表面等离子共振显微、干涉散射显微、等离子体散射显微和倏逝散射显微,推动该领域从集合平均走向单分子水平,揭示分子性质与结合过程的统计分布,...
与传统临床诊断方法相比,基于场效应晶体管(FET)的生物传感器具有响应快、易于微型化和集成、适合高通量筛选等优势,在生物标志物检测平台中展现出巨大技术潜力。本综述主要总结FET生物传感器的最新进展。首先概述面向高灵敏检测的生物传感器设计策略,包括器件结构、功能化方法和所用半导体材料。在此基础上,综述重点讨论以下方面:基于单一生物传感...
场效应晶体管(FET)因无标记、操作简便、成本低、易集成,并可在液相环境中直接检测生物标志物,被视为下一代生物传感器最有前景的候选平台。随着纳米技术与生物技术的快速发展,研究者正通过多种策略提升 FET 生物传感器的灵敏度,并拓展其在疾病诊断、实时监测和现场检测中的应用场景。本文聚焦跨学科技术细节,从四个方向系统综述二维材料基 FE...
光电化学生物传感器是基于纳米材料光电化学性质的新型生物传感方法。纳米材料在光学、电学和力学方面的独特性质使其在光电化学传感中受到关注,可发展新的传感机制并提高现有传感器的灵敏度与选择性,也支持体内快速简单检测和单生物分子检测。过去数十年,高灵敏高选择光电化学生物传感器已应用于医疗、环境和食品领域。本专题“纳米技术促进的光(电化)学生...
金属氧化物半导体材料有望用于构建高性能场效应晶体管(FET)生化传感器。成熟的自上而下可扩展制造工艺能够可靠地生产低成本且高性能的传感器,这是此类器件走向实际应用的两项关键考量。金属氧化物半导体 FET 生化传感器尤其适合开发即时检测(PoCT)设备,领域内快速增长的报道也印证了这一点。然而,金属氧化物半导体 FET 传感器目前主要...
生物传感器可将靶标分析物产生的信号传输至换能器,从而获得可用于实时临床诊断的有效结果。近年来,利用多种方法制备的结构化纳米纤维被视为提升生物传感器件功能的潜在平台。目前总体趋势是将纳米纤维用于电化学生物传感器,同时通过功能化发展光学和机械生物传感器。这类纳米纤维具有高比表面积、表面孔隙率、电导率和可调形貌;其纳米尺度结构还可作为固定...
纳米工程化生物传感器正变得更为精确和复杂,对能在极低浓度下监测目标分析物的高灵敏架构提出更高要求,这在生物医学应用中尤为关键。本文综述了功能纳米材料的最新进展,重点介绍具有增强电化学-物理-化学性质的新型有机-无机杂化材料。文章对近年来构建的有机-无机金属基、硅基、碳基和聚合物纳米材料进行分类,描述其结构特性以及引入传感系统后的功能...
本文是一篇关于等离激元与混合回音壁模式(WGM)生物传感器的文献综述。等离激元描述电磁场与金属纳米结构之间的相互作用,基于等离激元的传感器已用于癌症检测、生物芯片和生物传感,并有望发展为可植入的即时检测设备。许多现有器件基于表面等离子共振(SPR)和局域表面等离子共振(LSPR),但其数学背景对研究者可能较为复杂。本文旨在简化SPR...
生物电子学利用电子器件在生物界面进行信号转导,其微型化促进了与生物系统的无缝集成,并带来新的科学和技术机遇。纳米线器件可形成尺寸更小、几何形状独特的探测器,能够到达常规技术难以触及的界面,从而在降低侵入性的同时提高灵敏度。本综述聚焦纳米线赋能的生物电子学:首先概述半导体纳米线的合成研究,通过控制结构、组成和掺杂实现生物电子器件的关键...
离子液体因其独特理化性质在电化学与生物纳米技术领域受到广泛关注。其优异离子电导率和宽电化学窗口为电化学器件构建开辟新途径。另一方面,石墨烯(GR)、氧化石墨烯(GO)、碳点(CDs)和碳纳米管(CNTs)等碳纳米材料因比表面积大、导电性好、稳定性高且可功能化,在电化学应用和生物传感器中前景广阔。然而,离子液体(ILs)与碳纳米材料(...
近期新冠疫情、埃博拉等传染病暴发凸显快速准确诊断对启动治疗和阻断传播的重要性。成功诊断策略依赖高效生物采样和及时分析,但现有方法多具侵入性,且依赖专业设备、设施与人员,集中检测可及性差,可能增加传播风险。可自我操作的即时诊断(PoC)微针装置有望解决上述问题。微针阵列能以微创方式从皮肤中检测生物标志物,实现近实时诊断。目前专门用于传...
石墨烯纳米带(GNRs)是石墨烯的一维单层长条结构,具有六角蜂窝晶格。其电导率、可调带隙、光学性质、热导率、高机械强度和超高比表面积使其成为生物医学应用的候选材料;通过改变边缘官能团和几何形状可显著调控其性质。GNRs 具有宽电位窗口和超高比表面积,可负载传感元件,因此成为优异的生物传感平台。本文综述了 GNRs 的结构类型、理化与...