透明导电界面可在保持无标记电生理记录兼容性的同时，实现心脏细胞层的光学预评估。本研究评估了将单层石墨烯电极集成到电容记录平台中，用于分析人诱导多能干细胞来源心肌细胞（hiPSC-CM）单层。培养在石墨烯传感器上的 hiPSC-CM 形成致密、同步搏动的单层，可在记录前通过光学显微镜评估其完整性与同步收缩。从自发搏动的 hiPSC-C...
快速诊断和病例隔离是控制严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）疫情的关键。本研究提出一种无标记DNA电容生物传感器，用于检测SARS-CoV-2，可实现核酸样本的实时、低成本和高通量筛查。该传感器由玻璃基底上的互指铂/钛电极构成，能够检测分析物DNA与探针DNA的杂交。杂交信号通过傅里叶变换红外光谱、接触角分析和电容-...
双酚A（BPA）是一种内分泌干扰物，可能引起生殖障碍、心脏病和糖尿病，婴幼儿和儿童更易受其影响。目前BPA检测方法操作复杂且需要昂贵仪器，因此开发一种简单、快速、高灵敏的方法在不同样品中检测BPA非常重要。本研究设计了一种基于有效自组装单分子层（SAM）和交流电动力学（AC electrokinetics, ACEK）电容传感方法的...
介电电泳（DEP）是一种非破坏、非侵入技术，适用于即时医疗诊断。该技术可在微型平台上对细胞或分子等生物颗粒进行固定、分离、旋转和检测。利用互补金属氧化物半导体（CMOS）等先进平面工艺，可通过叉指电容生物传感器实现DEP。本文采用有限元仿真研究了叉指电极（IDE）阵列对微米和亚微米颗粒的介电电泳固定。CMOS兼容IDE被置于硅微流控...
纳米结构材料的发展促进了环境及临床分析物超灵敏检测技术的开发，亟需可检测低至 pg/mL 浓度分析物的器件。本文报道了一种基于氧化锌纳米棒（ZnONRs）集成的无标记纳米免疫传感器，用于超灵敏检测内分泌干扰物 17β-雌二醇（E2），达到飞摩尔级（0.01 pg/mL）灵敏度。平均宽度约 50 nm、长度约 325 nm 的 ZnO...
细胞疾病的可靠早期诊断方法亟需改进。适配体等生物选择性探针可作为识别层用于重要生物分子检测。肺癌是当前癌症死亡的主要原因之一。本研究基于氨基终止适配体修饰的金电极构建电学传感平台，用于对人肺癌细胞系 A549 进行特异性、无标记检测。该微器件包含玻璃基底上的共面电极结构和简单微流控通道，采用标准光刻与铸模工艺制备，并提出在金表面自组...
开发了一种互补金属氧化物半导体（CMOS）芯片生物传感器，用于基于环形振荡器的电容传感器阵列进行细胞活力监测。芯片采用低温共烧陶瓷（LTCC）模块封装，并通过倒装芯片键合技术集成。微控制器驱动芯片，整个测量系统由计算机控制。所开发的生物传感器用于贴壁细胞增殖阶段的测量，其响应取决于附着在芯片表面的健康、存活和增殖细胞与从芯片表面脱落...
可卡因是最常用的非法娱乐药物之一，开发现场可卡因使用检测方法对药物滥用管控和执法具有重要意义。现有可卡因检测方法多耗时、依赖昂贵设备，且对可卡因代谢物交叉反应较高，灵敏度通常仅达亚纳摩尔水平。本文报道一种低成本适配体传感器，采用电容监测传感器表面并结合交流电动力学效应，以加速分子传输并降低基质效应。该传感器可用于血清中可卡因的快速、...
本文报道了一种用于 DNA 杂交检测的微流控电化学芯片（lab-on-a-chip, LOC）装置。该装置由 3×3 微电极阵列与双层微流控阀控操纵系统组成，可对微升级样品进行受控、自动化和高通量分析。微电极表面通过硫醇自组装修饰单链 DNA（ssDNA）探针，用于特异性捕获互补 ssDNA 靶标。检测采用电容法，通过测量 DNA ...
大肠杆菌O157:H7是引起食源性出血性腹泻、发热和呕吐的肠出血性病原菌，其暴发对公共卫生构成严重威胁。为满足食品污染病原菌快速、灵敏检测需求，本研究开发了一种无标记石墨烯界面电学生物传感器。该传感器将石墨烯纳米结构与电容叉指微电极互连，并在表面固定抗大肠杆菌O157:H7特异性抗体。石墨烯的高载流子迁移率和生物相容性增强了电极界面...