本文采用密度泛函理论（DFT）计算，评估二维过渡金属碳化物 RuC 纳米片作为芳香族氨基酸（AAA）生物传感材料的潜力。研究对象包括色氨酸（TRP）、组氨酸（HIS）、酪氨酸（TYR）和苯丙氨酸（PHE）。将 AAA 分子以垂直和水平构型置于 RuC 表面并进行几何弛豫，结果表明除 HIS 倾向垂直吸附外，其余 AAA 均倾向水平吸...
本工作理论确定了基于鸟嘌呤分子通过不同有机连接基吸附在金表面形成的自组装单层复杂体系的一电子氧化电位与电荷转移机制。通过经典分子动力学模拟采样中性与阳离子物种的构象空间，并在Marcus理论框架下结合先前发展的加和方案，采用多尺度量子力学/分子力学/连续溶剂化模型计算对几何系综的氧化还原电位。该过程同时考虑构象采样、环境描述以及连接...
在半导体表面增强拉曼散射（SERS）中，吸附拉曼分子与半导体之间的电荷转移（CT）化学增强是主要贡献机制。本文首次将三维WO3空心微球开发为SERS活性基底。与片状WO3相比，该三维WO3具有更小的带隙和更丰富的表面缺陷。这些特性增加了半导体与拉曼分子界面处的电荷转移，形成强CT相互作用，从而产生显著SERS增强。该三维WO3表现出...
铋烯是一种单元素二维材料，因高载流子迁移率和室温稳定性在生物医学、电子和能源领域显示应用潜力，但其在生物传感中的应用受限于染料分子猝灭机制不明确。本文开发了一种新型超薄铋烯基传感平台，用于microRNA（miRNA）特异性检测，甚至可区分单碱基错配，检测限可达60 pM。作者通过飞秒泵浦-探针光谱确定了铋烯对FAM标记ssDNA的...
光敏蛋白是天然进化而来的光传感器，通常对特定波长光信号具有高度选择性，但其在环境条件下的稳定性差，限制了在非生物体系中的应用。本研究作为原理验证，将重建黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）或玫瑰黄素（RoF）的蓝光黄素（BLUF）蛋白接枝到原始石墨烯上，分别实现对450 nm或500 nm光的选择性响应。通过结构导向交联，器件的热稳定性和操...
DNA 核苷酸常被用作修饰电极上的分子识别元件，用于多种疾病的检测，但 DNA 固定机制及电荷转移过程在文献中描述仍不充分。本文开展电化学与光谱研究，表征直接固定在纳米结构 TiO2 表面的 DNA 结构中所涉及的分子基团，并评估几何因素对固定过程的影响。O1s 和 P2p 能级的 X 射线光电子能谱表明，DNA 样品通过共价 P-...
给体-受体（D-A）结构类似主客体对，可作为具有优异电化学和光化学性质的有机电荷转移材料。吩噻嗪是一种共轭氮硫杂环化合物，具有广泛药理背景，是强电子给体体系，并用于多种经典抗精神病药物合成。本文首次设计并合成新型D-A分子2,3-双(4-(10H-吩噻嗪-10-基)苯基)富马腈（PTBFN），其以二苯富马腈为亲电核心，以两个吩噻嗪为...
本研究开发了一种基于溶液加工氧化石墨烯纳米带（GONR）的场效应晶体管（FET）生物传感器，用于亚甲基蓝（MB）检测。MB 在分析化学和生物材料标记中具有广泛应用，因此需要一种结构简单、检测限低且灵敏度高的传感方案。GONR 由多壁碳纳米管（MWCNT）在酸性条件下纵向解卷制得，可低温大规模制备。所制备的 GONR-FET 传感器表...
本文报道了一种基于辅助探针的高灵敏、无标记阻抗生物传感器，用于特定DNA序列的检测。该传感器将硫醇修饰的辅助探针与捕获探针共同自组装在金电极表面，随后用6-巯基-1-己醇封闭非特异性结合位点，再与无标记报告探针杂交形成双链结构。加入目标DNA后，目标DNA与捕获探针杂交并置换报告探针的一部分；辅助探针作为固定器捕获该被置换片段，使报...
本文报道了一种基于纳米孔金电极（NPGE）的电化学DNA杂交生物传感器，用于检测单碱基错配（SBMs）。以金唱片CD-R金层为基底，经阳极氧化和抗坏血酸还原制备纳米孔金电极，以提高比表面积并放大电化学信号。巯基化捕获DNA通过Au–S键固定于NPGE表面，6-巯基己醇（MCH）用于封闭非特异性位点。目标DNA与捕获DNA杂交后，氨基...
本文报道了一种利用银纳米颗粒（Ag-NPs）作为氧化还原报告物放大电化学 DNA 杂交生物传感器响应，并用于检测单碱基错配（SBM）的策略，包括热力学稳定的 G–A 和 G–T 错配。该体系中，Ag-NPs 固定在识别层顶端，通过差分脉冲伏安法（DPV）和电化学阻抗谱（EIS）监测电极响应。只有当目标序列与捕获/探针 DNA 完全互...
本文报道了一种基于电荷转移技术（CTTPS）的高灵敏度青霉素生物传感器的制备与性能验证。该传感器采用电荷积累方式感知青霉酸和氢离子，无需外部放大器即可通过多次电荷积累循环放大传感信号。所制备的CTTPS在青霉素检测中表现出高灵敏度（47.852 mV/mM）、高信噪比、大跨度（1445 mV）、宽线性范围（0–25 mM）、快速响应...