本文提出一种在石墨烯场效应晶体管（gFET）上固定化乙酰胆碱酯酶（AchE）以构建乙酰胆碱（Ach）传感器的新策略。该方法通过在石墨烯沟道表面电合成含氨基共聚物 poly(3-aminobenzylamine-co-aniline)（PABA）薄膜，为酶提供合适的静电电荷与非变性固定化环境，同时提高 gFET 的 pH 敏感性（由 ...
本文报道了一种基于多功能纳米变性牛血清白蛋白（nano-dBSA）功能化的石墨烯场效应晶体管（GFET）生物传感器，用于高灵敏检测癌症生物标志物。通过在石墨烯表面加热使天然牛血清白蛋白（BSA）变性，形成纳米级 dBSA 薄膜；该薄膜既可作为石墨烯的自保护层，防止光刻加工造成表面污染和损伤，又可作为交联层，在 EDC 和 Sulfo...
本研究报道了一种用于无标记检测外泌体的石墨烯场效应晶体管（gFET）生物传感器。作者将化学气相沉积（CVD）单层石墨烯非共价功能化于 1-芘丁酸 N-羟基琥珀酰亚胺酯（PBASE），并通过 N-羟基琥珀酰亚胺酯与抗 CD63 抗体偶联，构建特异性识别界面。器件采用背栅结构，并在石墨烯表面集成 PDMS 微流控通道，使部分石墨烯暴露于...
细胞间通讯对生物系统的协调与功能至关重要。三维（3D）球体因其结构接近体内微环境，可用于组织发育与药物研究。细胞电生理是研究电活性细胞通讯的常用范式，但现有方法难以在3D组织中实现直接、多点位、同步的电生理检测。本研究提出一种器官-电子芯片（organ-on-e-chip）平台，即三维自卷曲生物传感器阵列（3D-SR-BAs），采用...
传统核酸检测方法通常需要多步反应、多种试剂、专业人员及昂贵大型仪器。本文报道并测试了一种基于石墨烯场效应晶体管（gFET）的 CRISPR 生物传感器 CRISPR–Chip。该器件将催化失活的 CRISPR 相关蛋白 9（dCas9）与特异性单链向导 RNA（sgRNA）形成的 dRNP 复合物固定化在晶体管石墨烯通道表面，实现完...
透射电子显微镜（TEM）正被拓展至液体池透射电子显微镜（LC-TEM）等新能力，使此前难以触及的体系得以在运行状态下研究。本研究将 LC-TEM 应用于生物组分与无机表面相互作用的 in operando 观察，具体在功能化石墨烯场效应晶体管（GFET）生物传感器上直接观察神经肽 Y（NPY）等分析物。作者利用噬菌体展示生物筛选获得...
无标记电子生物传感器因无需复杂电化学仪器而具有吸引力，但用于未带电小分子的竞争亲和传感仍受竞争类似物开发困难限制。为突破该瓶颈，本文报道了一种由表位修饰金属纳米颗粒制备的新型竞争类似物，使小分子分析物的识别可通过竞争亲和产生电子信号。以葡萄糖为原理验证，作者利用石墨烯场效应晶体管（GFET）生物测定展示了金属纳米颗粒类似物的电子信号...
本研究开发基于单层石墨烯二维通道的电解质门控场效应晶体管（EGFET），用于无标记检测DNA杂交，检测限达阿托摩尔水平，并可区分单核苷酸多态性。通过芘衍生物异双官能连接子将探针DNA固定于石墨烯表面，实现SNP级目标特异性。生物识别事件引起石墨烯电荷中性点（Dirac点）门电压正向偏移。器件显示24 mV/dec灵敏度，检测限25 ...
氯吡磷是广泛使用的有机磷农药，通过抑制乙酰胆碱酯酶作用于神经系统，长期暴露可引发神经、自身免疫及持续性发育障碍。本研究在Si/SiO2基底上制备石墨烯场效应晶体管（graFET）生物传感器平台，用于实际样品中氯吡磷检测。抗氯吡磷抗体经EDC/NHS化学共价固定于石墨烯表面，并用BSA封闭非特异位点。该平台基于电荷敏感石墨烯沟道，通过...
人类免疫缺陷病毒（HIV）是全球公共卫生问题，常与心血管疾病（CVDs）和类风湿关节炎（RA）相关。本研究基于石墨烯场效应晶体管（FET）开发了一种智能纳米传感器，用于检测 HIV 及其相关疾病标志物。采用胺功能化石墨烯（afG）分别与抗 p24 抗体（HIV）、抗心肌肌钙蛋白 1 抗体（anti-cTn1，CVDs）和抗环瓜氨酸肽...
石墨烯场效应晶体管（GFET）传感器是检测水污染物的有前景分析工具，但其对环境条件变化引起的非特异扰动敏感，限制了实际应用。差分设计可抑制环境波动带来的误差，但由于制备工艺和材料属性差异，在 GFET 中实现精确差分较困难。本文提出一种差分 GFET 亲和传感器，用于在存在非特异干扰时选择性检测水污染物。该传感器包含测量单元和参考单...
甲胎蛋白（AFP）在血浆中的检测对肝细胞癌（HCC）诊断具有重要意义。本研究开发了一种基于石墨烯场效应晶体管（G-FET）的生物传感器，用于检测HCC患者血浆及磷酸盐缓冲液（PBS）中的AFP。该G-FET采用1-芘丁酸N-羟基琥珀酰亚胺酯（PBASE）对石墨烯沟道进行非共价功能化，并通过N-羟基琥珀酰亚胺酯与抗体氨基反应固定抗AF...
过去十年，电解质门控石墨烯场效应晶体管（EGGFET）生物传感器取得显著进展，但仍处于概念验证阶段。本文研究了电解质基质效应，包括电解质组成、pH 和离子强度，证明电解质基质的变化会显著影响石墨烯沟道的费米能级和 EGGFET 生物传感器的灵敏度。这归因于电解质与石墨烯界面之间由极化诱导的相互作用，可导致石墨烯沟道费米能级的显著调制...
汞离子（Hg2+）是一种毒性极强的环境污染物，快速高灵敏检测具有重要意义。本研究制备了一种液体栅极石墨烯场效应晶体管（GFET）阵列生物传感器，芯片上集成6×6个共源GFET，并基于单链DNA（ssDNA）适配体用于Hg2+定量检测。该传感器通过适配体与Hg2+形成T–Hg2+–T配位结构，引起石墨烯界面电荷分布变化，从而改变漏极电...
具有单核苷酸分辨能力的电子 DNA 生物传感器对个性化医疗具有重要意义。现有 DNA 生物传感器，尤其是单核苷酸多态性（SNP）检测系统，灵敏度和特异性不足，且缺乏实时无线数据传输能力。本文报道了一种基于 DNA 纳米镊子与石墨烯场效应晶体管（FET）的无标记 SNP 检测平台，并实现了检测信号的无线传输。通过观察石墨烯 FET 的...
双酚A（BPA）检测因食品安全与环境健康受到广泛关注。本文首次将DNA功能化溶液门控石墨烯场效应晶体管（SGGT）集成于微流控系统中，用于BPA的循环检测。当水溶液中存在BPA时，单链DNA（ssDNA）和双链DNA（dsDNA）分子均从石墨烯表面解离并释放，导致器件电学性能发生变化。器件沟道电流随BPA浓度单调变化。与ssDNA修...
基于石墨烯场效应晶体管（GFET）的全电子 DNA 生物传感器有望实现简便、低成本的诊断。传统互补探针 GFET 的灵敏度受目标寡核苷酸结合亲和力限制，20-mer 目标通常只能达到 nM 级。本文报道了一种工程化发夹探针 DNA 策略，通过目标循环和杂交链反应（HCR）将灵敏度提高约 20000 倍，使 21-mer 目标 DNA...
生物标志物的选择性快速检测对早期诊断和感染预警具有重要意义。溶菌酶作为人体免疫系统中重要的抗菌蛋白，在细菌感染及支气管肺发育不良等疾病中发挥关键作用，其实时监测可为潜在感染提供早期预警。本文首次报道了一种基于大面积化学气相沉积（CVD）石墨烯场效应晶体管（GFET）的无标记溶菌酶蛋白传感器。器件以CVD石墨烯为导电沟道，通过芘丁酸N...
具有大面积平面石墨烯表面的石墨烯场效应晶体管（G-FET）可与细胞膜形成大面积界面，作为研究膜相关蛋白相互作用的平台。本研究首先将支持脂质双层（SLB）铺覆于G-FET上构建SLB/G-FET，用于实时监测磷脂酶D（PLD）对SLB的催化水解。凭借优异检测灵敏度，该器件进一步修饰神经节苷脂GM1富集SLB（GM1-SLB/G-FET...
本报告描述开发用于治疗药物监测的唑类抗真菌药适配体生物传感器。使用改良合成配体指数富集筛选（SELEX）发现识别唑类抗真菌药的DNA适配体。荧光各向异性结合测量表明，该适配体结合靶分子时发生二级结构变化。圆二色性光谱揭示一种独特的双G-四链体结构，对结合唑类抗真菌靶标是必需且特异的。作者制备了适配体功能化石墨烯场效应晶体管（GFET...