石墨烯及碳基纳米材料因其独特性质，是开发高灵敏生物传感器以检测多种生物标志物的关键材料。生物传感器基于识别受体和信号换能器，可实现高效、灵敏、选择性、快速且低成本的诊断，其换能机制包括电化学、压电、热和光学等。早期病毒识别可为有效且选择性治疗提供关键信息，延长治疗窗口并降低发病率。通过功能化或与其他材料复合可调节石墨烯的灵敏度与选择...
病毒感染是全球疾病负担、死亡率和经济损失的主要驱动因素，而许多致命病毒缺乏快速、准确、易用的检测手段。生物传感器为克服传统诊断方法成本高、耗时长、依赖实验室基础设施等不足提供了有效途径。适配体作为单链DNA或RNA识别元件，可通过SELEX体外筛选获得，具有成本低、稳定性高、特异性强、易于化学修饰且对环境变化不敏感等优势，已广泛用于...
低成本、快速且准确的病毒检测技术在减少病毒传播中发挥关键作用。及时准确的检测有助于及时治疗与隔离感染者，从而降低大规模传播风险。然而，传统病毒检测方法常存在响应慢、成本高或流程复杂等问题。近年来，二维材料因其比表面积大、可与生物分子发生活性表面相互作用且易于表面功能化，成为高性能化学与生物物质检测的有前景传感平台。此外，二维材料具有...
新冠疫情要求快速、可靠、低成本且易操作的检测策略，以阻断传播链，生物传感器因此成为可行方案。纳米材料的引入显著提升了生物传感器性能，而石墨烯凭借高导电性、大比表面积、可调带隙和优异机械强度，使传感能力达到突出水平。在众多石墨烯基传感方案中，石墨烯场效应晶体管（GFET）因超灵敏、低噪声和即时测量能力而独具优势，即使分析物含量极低也能...
由于气候变化和动物栖息地持续丧失，人类不断面临新病原体。SARS-CoV-2病毒高度传染且致命，对医疗技术提出新挑战。近十年还出现寨卡病毒、埃博拉病毒、MERS冠状病毒等致命疫情，未来可能还有更具传染性和致死性的疾病。传统检测技术在一定程度上可检测这些病毒，但耗时长、成本高且需要专业人员。基于等离子体超材料的生物传感器有望实现低成本...
近年来，纳米孔技术在生命科学与生物医学研究中日益重要。该技术通过在薄膜中嵌入纳米级孔道并测量电化学信号，可用于研究核酸及其他生物大分子。牛津纳米孔技术（Oxford Nanopore Technology, ONT）是纳米孔技术最成功的应用之一，标志着第四代基因测序技术的开端。本综述系统介绍了纳米孔基因测序的工作原理与信号处理技术，...
2019冠状病毒病（COVID-19）作为典型气溶胶传播疾病，凸显了对空气传播病毒进行快速监测与检测的迫切需求。本文通过数值建模研究金属芯压电纤维/环氧基复合材料的动态机电响应，并将其设计为用于病毒检测的质量负载生物传感器。模型中，对中间压电纤维施加交流电场，使复合材料发生振动；同时采用集中载荷和分布载荷模拟生物标志物与病毒结合后引...
阻抗型生物传感为生物分子检测、细胞生长监测等提供高灵敏度的电学方法。传统阻抗分析仪价格昂贵且笨重，而病毒感染的快速确诊和居家连续监测对临床管理具有重要意义。本研究设计、模拟、开发并测试了一种基于阻抗变化的病毒检测传感器及健康监测原型。首先，利用 COMSOL 建立纳米尺度铜电极模型，模拟电极表面抗体功能化以及抗原结合后阻抗增加的过程...
过去数十年，病毒暴发对公共安全构成重大挑战，当前新冠疫情进一步加剧了相关担忧。为快速识别病毒并实现大规模筛查与防控，亟需开发敏感、选择性高且诊断快速的即时检测设备。电化学生物传感器已展现出这些特性，因此成为病毒检测的有前景候选。本综述总结了针对既往及当前大流行或流行病毒（包括流感、HIV、埃博拉和寨卡）所开发电化学生物传感器的设计与...
生物传感器是临床诊断、食品加工和环境监测中检测病毒等分析物的重要器件，可提供实时、快速、有效的定性或定量检测。本文综述了用于病毒检测的多种生物传感器技术，重点介绍光学（如表面增强拉曼散射 SERS、表面等离子共振 SPR）和电化学生物传感器的机制、优缺点。文中讨论了病毒生物受体（抗体、适配体、肽、核酸、全细胞等）和换能器（光学、电化...
病原体（如细菌和病毒）种类繁多，其快速、低成本、特异且灵敏的检测仍是分析医学的重要挑战。近年来，利用纳米材料、微流控器件、信号扩增方法及其组合策略实现病原体检测受到广泛关注，尤其在COVID-19疫情后，快速敏感检测病原体的需求更加迫切。病原体检测可采用电化学、光学、质量敏感或热学方法，其中电化学方法因检测方案多样、可实时定量、支持...
本文报道了一种基于单颗粒干涉反射成像传感器（SP-IRIS）的可配置数字病毒计数器，用于实时多路病毒检测。作者将DNA导向抗体固定（DDI）技术应用于SP-IRIS芯片：先在硅-二氧化硅芯片表面点样不同单链DNA探针，再流入抗体-DNA偶联物，通过DNA-DNA杂交将芯片转化为多路抗体阵列。该阵列在一次性微流控卡盒中实时检测三种表达...
严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）的全球传播深刻改变了社会与经济，也凸显了快速、灵敏、便携病毒检测的重要性。本文综述了用于病毒检测的生物传感器材料研究进展，系统介绍了病毒检测的一般原理，并对多种病毒传感器的实验工作及其检测局限性进行了评述。第一部分重点考察压电传感器在检测人乳头瘤病毒（HPV）、痘苗病毒、登革病毒、...
新型冠状病毒肺炎（COVID-19）是由严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引起的新发传染病。石墨烯因其优异的电学、光学、力学和抗菌性能，在电子器件与抗菌纺织品领域受到关注。氧化石墨烯（GO）具有高比表面积和丰富的表面官能团，可通过简单吸附或交联将生物分子固定在其表面。本文围绕COVID-19疫情，综述了石墨烯及其衍...
本报告系统研究了荧光量子点（QDs）与邻近金纳米粒子（AuNPs）之间距离和尺寸依赖的局域表面等离子体共振（LSPR）行为，旨在为生物传感平台提供全面评估。作者设计了一系列不同链长的肽连接子，将 CdSe 量子点与 AuNPs 连接，制备多种 CdSe QD-肽-AuNP 纳米共轭物，以优化 LSPR 信号。这些体系结合前后的纳米粒...
病毒严重威胁人类生命健康，病毒检测对防治相关疾病至关重要。金属有机框架（MOF）是由金属簇与有机配体桥接形成的新型杂化多孔材料，因高比表面积、可调孔径、易功能化等优异性质，成为病毒检测的有前景生物传感器平台。然而，基于 MOF 的病毒检测传感平台尚缺乏系统总结。本综述将检测平台系统划分为核酸检测和免疫检测（抗原与抗体检测），并阐释其...
近几十年来，病毒对人类安全构成严重威胁，快速识别病毒是预防疫情暴发和保障医疗救治的重要途径。近期暴发的COVID-19是由新发现的冠状病毒引起的传染病，该病毒属于单股正链RNA病毒。其全球大流行对数十亿人的健康与生命造成严重威胁，因此全球迫切需要建立用于快速检测COVID-19的即时检测装置，以阻断二次传播。高灵敏度、高选择性和快速...
新冠疫情凸显了病毒病原体检测需简便、快速、低成本、高灵敏和高选择的重要性。早期检测可为精准治疗提供关键信息，延长治疗窗口并降低发病率。石墨烯质轻、化学稳定且导电，可用于多种病毒检测；通过功能化或与其他材料复合可进一步提升其灵敏度与选择性。在杂化结构中引入合适官能团或组分可调节光学与电学性质，有利于快速、易用的病毒检测。本综述系统总结...
近患者检测病毒感染是控制全球健康新威胁的有力途径。识别已感染并产生具有免疫保护作用的抗体个体，对恢复正常日常生活至关重要。本综述介绍了电化学生物传感器检测病毒及其相关抗体谱的最新进展。鉴于电化学检测在速度、便携性、灵敏度和选择性方面所达到的水平，这些传感器系统有望在临床实践中带来变革性改变。文章围绕降低检出限、无标记检测、即时检测装...
早期检测与持续监测新发、再发传染病及其他疾病，对控制医疗进展、开发有效治疗并降低全球疾病负担具有重要意义。随着对生物传感器可靠性需求不断增长，纳米尺度制造设计已发展出有效的纳米动态传感检测方法和紧凑可穿戴设备。生物传感器技术的动态发展对检测与监测艾滋病病毒(HIV)、乙型肝炎病毒(HBV)、丙型肝炎病毒(HCV)、糖尿病、癌症、肝病...