本研究设计并表达了含天然 C 末端的水溶性人 μ 阿片受体变体 wsMOR-G2_Cter，并将其固定于可扩展石墨烯场效应晶体管（GFET）生物传感器表面，用于在脂质自由体系中实时、高灵敏地研究 μ 阿片受体（MOR）与 G 蛋白的相互作用。此前水溶性 MOR 变体已可在纳摩尔至皮摩尔范围检测阿片类物质，并提示脂质双分子层可能并非 ...
适配体固定化石墨烯场效应晶体管（GFET）已成为检测蛋白、细菌、病毒及化学物等生物标志物的常用平台。传统石墨烯适配体固定化通常采用两步交联：先将芘衍生物锚定到石墨烯表面，再用 EDC/NHS 将胺端适配体交联到芘骨架上。该过程常需 DMF 或 DMSO 等有机溶剂，可能侵蚀聚合物、钝化层和微流控管路，影响芯片与即时诊断器件完整性。本...
2019冠状病毒病（COVID-19）由SARS-CoV-2引起，已迅速传播并造成严重全球大流行。由于目前缺乏特效药和疫苗，准确快速诊断是控制疫情的关键。本文开发了一种基于石墨烯场效应晶体管（G-FET）的便携式双功能电检测仪，可通过核酸杂交或抗原-抗体相互作用分别检测SARS-CoV-2 RNA和IgM/IgG抗体，在磷酸盐缓冲液...
本文设计并模拟了一种石墨烯场效应晶体管（GFET）生物传感器，用于检测细菌感染生物标志物甲硫醇（methanethiol, CH3SH）。由于石墨烯是零带隙半金属，作者采用两种带隙工程方法将其转变为半导体沟道材料：一是在石墨烯晶格中共掺杂受主与施主杂质（如 B-N、Al-P、Ga-As），二是在石墨烯表面吸附过渡金属（TM，如 Pd...
无机三价砷（As(III)）是最具毒性的砷形态之一，易在稻米中积累并引发严重公共健康问题。有效控制 As(III) 需要发展快速、高灵敏且高特异的检测方法。本文报道了一种基于溶液门控石墨烯晶体管（SGGT）平台构建的 As(III) 电化学传感器，并提出一种新型传感机制。SGGT 的金门电极表面修饰 DNA 探针，并用牛血清白蛋白（...
人类免疫缺陷病毒1型（HIV-1）的病毒蛋白R（Vpr）参与病毒生命周期中的多种细胞过程，但其机制仍不清楚。本研究设计大肠杆菌表达构建体，实现重组Vpr毫克级产量，并制备石墨烯场效应晶体管（G-FET）生物传感器，以支撑脂质双分子层（SLB）修饰，用于研究Vpr与相互作用伙伴的结合。SLB/G-FET的狄拉克点（Dirac poin...
石墨烯是一种二维纳米材料，因高比表面积和优异电学性能而在生物传感中备受关注。本文开发了一种紧凑、易用的石墨烯场效应晶体管（GraFET）超灵敏生物传感器，用于检测日本脑炎病毒（JEV）和禽流感病毒（AIV）。该传感平台以 Si/SiO2 基底上的羧基功能化石墨烯为沟道，通过 EDC-NHS 化学共价固定抗 JEV 和抗 AIV 单克...
现有革兰氏分型和早期病原诊断主要依赖革兰染色、培养、ELISA、PCR和基因芯片，操作繁琐且耗时；诊断延迟或不准确可能导致危急感染、抗生素滥用和耐药菌增加。本文报道一种高性能抗生素偶联石墨烯微图案场效应晶体管（ABX-GMFETs），用于现场革兰氏分型并检测样品中革兰氏阴性菌和阳性菌。该平台由识别探针与新型界面化学化合物修饰的石墨烯...
本文报道一种可穿戴、可变形石墨烯基场效应晶体管生物传感器，以适配体修饰石墨烯作为导电沟道，用于人体生物流体中细胞因子的灵敏、稳定和时间分辨检测。传感器制备于超薄柔性基底上，可贴合人体等非平面表面，并耐受弯曲、拉伸等大形变，同时保持机械耐久性和一致的传感响应。采用非离子表面活性剂Tween 80修饰石墨烯表面，降低非特异性吸附，从而在...
基于低维材料的场效应晶体管（FET）生物传感器可实现无标记、高灵敏、高特异检测多种分析物。本文制备了以金纳米粒子（Au NPs）修饰的石墨烯场效应晶体管（G-FET），用于液门配置下检测乳糖。器件表面功能化人半乳糖凝集素-3（hGal-3）碳水化合物识别结构域（CRD）M249C 突变体，利用凝集素-糖亲和结合对石墨烯的供体效应实现...
亲和素与生物素具有已知最强且最特异的非共价相互作用，被广泛用于酶联免疫吸附测定（ELISA）等生物大分子检测。本研究结合石墨烯的高电导率（200,000 cm2V-1s-1）与亲和素-生物素相互作用，构建了一种新型石墨烯场效应晶体管（GFET）生物传感器，用于定量检测生物大分子。该器件由 Si/SiO2 基底上的六对叉指 Cr/Au...
本文报道了一种基于蒸发自组装的简单表面图案化方法，用于在大面积上构建聚合物条纹图案。该方法利用滚轮-平板受限几何结构，通过重复的滑移-粘附运动形成从微米到纳米尺度的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）条纹，可作为牺牲模板和光刻蚀刻掩模。作者将金纳米粒子（AuNPs，约21 nm）修饰的氧化石墨烯（GO）沉积到图案化表面上，形成 GO/AuN...
铁缺乏是全球最常见且最严重的营养障碍，也是缺铁性贫血的主要原因；儿童期缺铁常症状隐匿，长期缺乏可造成发育损害，因此早期检测和频繁筛查至关重要。为降低先进铁缺乏传感器的制造成本与复杂度，本文采用自主开发的低成本图案化工艺替代光刻，实现器件快速原型制备。作者报道了一种基于石墨烯的场效应晶体管（GFET）生物传感器，利用连接分子1-芘丁酸...
DNA甲基化是调控人类基因表达的主要表观遗传机制，其谱分析为健康与疾病提供关键信息。现有方法通常需对碱基进行化学修饰后再测序，成本高且耗时。本文报道一种基于电生物传感器的直接、快速DNA甲基化检测方法。器件由集成在石墨烯场效应晶体管（GFET）上的DNA镊子探针（DTP）构成，可实现无标记、高灵敏且特异的甲基化谱分析。作者以胶质母细...
本文报道了一种集成微流控的石墨烯场效应晶体管（GFET）生物传感器，用于凝血酶蛋白生物标志物的选择性、实时检测。器件以化学气相沉积（CVD）石墨烯为沟道，采用平面栅电极，并通过1-芘丁酸N-羟基琥珀酰亚胺酯（PBASE）非共价锚定和5'-胺基抗凝血酶DNA适配体共价接枝实现表面功能化。凝血酶在pH 7.4下带正电，与适配体结合后引起...
肾性尿崩症（NDI）可由先天性或获得性因素引起，其本质是肾脏对抗利尿激素（ADH）反应失败，导致机体以尿液形式丢失过量水分。肾脏在维持体内水平衡中起关键作用，因此在人工肾中恢复该功能具有重要意义。本文报道了一种超灵敏且高选择性的适配体石墨烯场效应晶体管（GFET）生物传感器，用于检测ADH。该传感器通过在表面修饰的悬空石墨烯通道上直...
石墨烯基晶体管在评估生物分析物载流子密度方面具有应用前景。本文报道了一种溶液门石墨烯基场效应晶体管（GFET）的设计与制备，用于基于全血样品中载流子密度变化监测和评估凝血因子之间的相互作用。在凝血级联生化反应过程中，石墨烯表面出现掺杂效应，表现为狄拉克点电压（VDirac）发生偏移。作者进一步使用经促凝剂（维生素K、氯化钙、凝血活酶...
抗生素耐药病原菌的迅速增加已成为全球性威胁，除研发新药外，还需要快速、廉价、可规模化且准确的诊断方法。基于电化学、机械或质量换能的全菌无标记生物传感器已尝试满足这些需求，但选择性与灵敏度之间的权衡仍是关键挑战。面向临床即时诊断，需要高特异性探针、灵敏准确的换能器，并具备微型化、多路复用、易操作和低成本等特点。本文报道了石墨烯场效应晶...
由于载流子迁移率高，石墨烯被认为适合用于场效应晶体管。然而，其在小分子免疫传感中的应用仍有限。为研究石墨烯场效应晶体管（G-FET）检测电荷小或无电荷小分子的潜力，作者将开放三明治免疫分析（OS-IA）应用于 G-FET。OS-IA 利用抗体可变区轻链片段 VL 和重链片段 VH 在无抗原时亲和力低、加入抗原后形成 VH-抗原-VL...
为突破石墨烯生物传感器在器件间性能不均一方面的关键应用障碍，本文提出一种全固态（FSS）晶体管构型。该构型用高介电常数固体介质完全封装石墨烯传感单元，使其与溶液污染物隔离，从而在批量制备器件中均匀保持原始石墨烯的优异载流子迁移率。为构建对生物分子相互作用敏感的界面，在顶层固体介质上定义由导电巯基苯基分子连接子功能化的金属浮栅。由于金...