本研究报道了一种基于石墨烯场效应晶体管（G-FET）并借助吡啶标记DNA适配体（PTDA）检测大肠杆菌（E. coli）的生物传感器。适配体因对目标物具有高稳定性、高亲和力和易修饰性，被用作传感探针。作者首次从理论上讨论并实验验证了E. coli结合导致探针修饰石墨烯载流子密度变化。E. coli与适配体结合后引起适配体构象变化，使...
可靠测定DNA杂交的结合动力学与亲和力，并区分单碱基错配，对系统生物学、个性化与精准医学具有重要意义。传统光学传感器（如SPR）难以低成本运行和微型化，难以满足高通量检测需求；纳米线场效应晶体管生物传感器虽已发展，但可靠且低成本制备仍是挑战。本文报道将化学气相沉积生长的石墨烯单晶畴图案化为多通道石墨烯场效应晶体管（G-FET）生物传...
本文报道了在还原氧化石墨烯（rGO）场效应晶体管（FET）上构建聚乙烯亚胺（PEI）/脲酶层层自组装（LbL）膜，用于尿素检测。该平台同时利用液体栅极石墨烯晶体管对pH的响应以及脲酶催化尿素水解引起的局部pH变化。互指微通道使器件具有低噪声、高pH灵敏度（20.3 μA/pH）和高达800 μS的跨导。弱聚电解质PEI通过静电门控效...
本文报道了一种全集成石墨烯场效应晶体管（GFET）生物传感器，用于水相中铅离子（Pb2+）的无标记检测，并首次在石墨烯纳米电子器件中实现G-四联体结构转换生物传感原理。作者通过实验证明，一端固定于石墨烯表面的富G单链DNA可与Pb2+特异性相互作用，并折叠形成G-四联体结构。由于带电DNA链的结构转换会改变石墨烯表面附近的电荷分布，...
本文报道了一种基于抗体修饰石墨烯场效应晶体管（GFET）的无标记免疫传感器。靶向癌胚抗原（CEA）的抗体通过非共价修饰固定于石墨烯表面。双功能分子1-芘丁酸N-羟基琥珀酰亚胺酯（PYR-NHS）由芘基和活性琥珀酰亚胺酯基组成，其芘基通过π-π堆积与石墨烯非共价作用，琥珀酰亚胺酯基与抗体表面氨基反应，实现抗体表面固定。X射线光电子能谱...
本文报道了一种可规模化制备基于金纳米粒子修饰石墨烯场效应晶体管（AuNP-Gr-FET）的DNA生物传感器的工艺。该工艺通过物理气相沉积在化学气相沉积石墨烯上形成亚单层金，再经热退火生成单分散金纳米粒子（AuNPs）。FET采用四探针构型，并利用优化的双层光刻工艺（PMGI/S1813）制备，XPS和AFM证实器件表面化学洁净，具有...
单核苷酸多态性（SNP）是多种人类疾病的遗传标志，高特异、高灵敏的 SNP 检测对个性化医疗至关重要。现有 DNA 测序与 SNP 检测多依赖酶法或荧光标记，流程耗时、成本高且需实验室设备；已报道的电学电荷型 SNP 检测器特异性和准确性不足。本文提出在石墨烯场效应晶体管（graphene FET）上构建基于 DNA 链置换的双链探...
场效应晶体管（FET）生物传感器因高灵敏、高选择检测生物分子而备受关注，但现有器件多依赖昂贵微纳加工且通常一次性使用，检测后分析物难以有效去除。本文建立了一种光催化诱导可再生的石墨烯FET（G-FET）生物传感器用于蛋白质检测。通过在预制FET传感表面逐层组装还原氧化石墨烯（RGO）和RGO包覆TiO2复合材料，形成夹心状RGO@T...
本文报道了一种基于石墨烯场效应晶体管（GFET）的无标记生物传感器概念。该传感器利用特异性受体模块实现目标分析物的固定与选择性识别，并通过石墨烯沟道的电荷传感实现检测。受体模块为融合蛋白，其中小疏水蛋白 HFBI 作为锚定域，将受体部分固定于石墨烯表面；受体部分可针对不同分析物进行设计。传感器功能化采用单步定向自组装，将预先在真菌或...
石墨烯是具有二维单层蜂窝结构的碳同素异形体，因其优异的电学、物理和光学性能，被视为传感器应用的理想候选材料。基于石墨烯的电解质门场效应晶体管（GFET）生物传感器可用于识别带电脂质膜性质的变化。本文旨在分析脂质双层厚度（LLP）和电荷（QLP）如何影响单层石墨烯基 GFET 的电导变化，并建立厚度、电荷与载流子密度之间的解析关系。研...
大多数石墨烯场效应晶体管（G-FET）生物传感器采用常规工艺制备：先将石墨烯转移到 Si/SiO2 基底，再进行微制造。该过程可能在光刻中污染石墨烯表面，干扰后续生物传感。本文提出一种新型定向转移技术，基于化学气相沉积（CVD）生长单层石墨烯（SLG）制备 G-FET 生物传感器，并用于 DNA 检测。首先制备含六个独立阵列传感器的...
早期检测被认为是癌症成功治疗的最佳机会。miRNA 作为理想生物标志物，可在疾病早期识别癌症，因此发展高灵敏、高选择性 miRNA 检测方法仍受期待。本文报道一种金纳米粒子（AuNPs）修饰石墨烯场效应晶体管（FET）生物传感器，用于高灵敏、选择性且无标记检测 miRNA。该传感器通过滴涂还原氧化石墨烯（R-GO）悬浮液于传感器表面...
本文报道了一种基于化学气相沉积（CVD）石墨烯沟道场效应晶体管（FET）的生物传感器，用于检测双链DNA和多聚L-赖氨酸的结合。传感器采用无蚀刻剂、清洁转移工艺将CVD石墨烯转移到预图案化源漏电极上。当石墨烯沟道暴露于含DNA或多聚L-赖氨酸的溶液后，其电导发生变化，表现为狄拉克电压（石墨烯电阻峰值对应电压）的可测移动。该移动归因于...
石墨烯场效应晶体管（GFET）凭借化学气相沉积（CVD）制备的大面积原子级二维材料而成为强有力检测平台。DNA适配体作为短链、目标特异性寡核苷酸，因与石墨烯亲和力强、链长短、选择性好且可识别多种分析物，成为GFET的理想识别元件。然而DNA与石墨烯相互作用尚未完全阐明，导致表面结合DNA结构、DNA纳米结构形貌以及分析物结合引起的电...
本文报道了一种用于阿片类物质的新型全电子生物传感器。该传感器由经计算重设计、具有水溶性和稳定性的工程化 μ-阿片受体（MUR）蛋白与石墨烯场效应晶体管（GFET）共价连接构成，利用晶体管电学响应读出配体结合事件。研究采用化学气相沉积制备大面积单层石墨烯，并开发阴影掩模图案化转移工艺，避免传统光刻污染，批量制备数百个 GFET 阵列，...
直接分子检测生物标志物是疾病诊断与监测及现代分子医学和药物发现的重要方法。目前临床生物标志物应用受限于现有间接检测方法的灵敏度、复杂性和低选择性。一维和二维电子纳米材料如碳纳米管和石墨烯作为传感基底，可为生物分子结合提供简单、快速、超灵敏检测。然而，尚缺乏同时实现传感器表面功能化与钝化的通用方法，以增强器件检测与选择性。本文展示了一...
石墨烯是由 sp2 碳原子构成的二维材料，其电荷输运对局部环境高度敏感，因而被认为具有传感应用潜力。生物传感器通常需要在接近生理条件的水溶液中工作，因此研究离子与石墨烯的相互作用十分关键。本文研究电化学门控单层石墨烯场效应晶体管在离子液体和水溶液中的电荷输运。与背栅相比，电化学栅压主要降在石墨烯-溶液界面双电层上，双电层厚度约 1 ...