本文报道了一种用于生物标志物检测的新型光化学一步功能化技术路线，通过叠氮修饰的DNA适配体对石墨烯表面进行共价修饰。作者将该方法应用于N端B型利钠肽前体（NT-proBNP）心衰生物标志物的适配体固定化，构建基于液体栅极石墨烯场效应晶体管（GFET）的无标记生物传感器。在310 nm紫外光照射下，叠氮基团转化为高活性氮烯（nitre...
寨卡病毒（ZIKV）是一种与登革热病毒（DENV）和黄热病病毒（YFV）等医学重要黄病毒亲缘关系密切的蚊媒病毒，在多种黄病毒共循环地区准确诊断具有挑战。核酸适配体是具有高亲和力和特异性的寡核苷酸，可用于生物传感器开发，通常通过指数富集系统进化配体（SELEX）获得。本研究采用毛细管电泳SELEX（CE-SELEX）筛选针对寨卡病毒非...
二维材料如石墨烯在生物传感中前景广阔，但受材料合成与器件制备不均匀影响，存在显著器件间差异。本文提出一种稳健的生物电子传感平台，由超过200个集成石墨烯场效应晶体管传感单元、定制高速读出电子和机器学习推理组成，以克服上述挑战并实现快速、便携、可靠测量。该平台通过材料喷射打印三种离子选择性膜，实现可重构多离子电解质检测，在复杂溶液中对...
有机界面化合物（OICs）是石墨烯等二维纳米材料纳米生物传感器中实现生物探针稳定、高效固定所需的连接分子。本文首次报道通过微机电系统（MEMS）工艺，在大规模石墨烯表面引入寡苯乙炔胺（OPE）进行共价功能化后制备场效应晶体管（FET）。密度泛函理论（DFT）模拟比较多种OIC，证实OPE与石墨烯具有更高结合能且带隙更低。OPE可通过...
石墨烯场效应晶体管（GFET）生物传感器因高比表面积和费米能级对表面带电生物分子的高敏感性而具有优异灵敏度。多数已报道 GFET 使用笨重外部参比电极，限制芯片集成并增加成本。本研究采用片上集成液态金电极的 GFET 阵列，用于 SARS-CoV-2 检测，并分别用抗体或适配体功能化以选择性结合刺突蛋白。适配体功能化 GFET（Ap...
CRISPR/Cas系统因核酸检测能力受到关注，但现有用于呼吸道感染诊断的CRISPR生物传感器大多仍需目标核酸预扩增。本研究报道了一种基于Cas13a反式切割机制与超高灵敏石墨烯场效应晶体管（gFET）的无扩增核酸检测生物传感器。该CRISPR Cas13a-gFET平台利用LwaCas13a与crRNA识别目标RNA后触发的反式...
本文首次报道双螺旋核酸双链结构的分子尺度电容效应。利用高精度石墨烯晶体管生物传感器对静电场效应进行大样本定量测量，观察到异常电荷输运行为：端部固定的核酸双链不像导体，而能像分子电容器一样储存部分电离电子。为阐明该发现，提出级联电容网络模型作为核酸双链的新等效电路，扩展点电荷近似模型，将部分电荷输运归因于电容网络内电子再分布。实验证实...
(Mi)RNA 是癌症诊断和大流行疾病检测的重要生物标志物，需要快速、超灵敏且经济的定量检测策略。新型冠状病毒（SARS-CoV-2）全球暴发，RNA 检测是识别该病毒最有效的方式。本文开发了一种超灵敏聚-L-赖氨酸（PLL）功能化石墨烯场效应晶体管（PGFET）生物传感器，用于乳腺癌 miRNA 和病毒 RNA 检测。PLL 修饰...
霉菌毒素是食品与饲料中常见的污染物，其污染问题因供应链复杂化而加剧，威胁人畜健康并造成经济损失。本文报道一种基于单硅芯片上石墨烯场效应晶体管（GFET）阵列的霉菌毒素生物传感器。针对赭曲霉毒素A（OTA）的适配体作为识别元件，通过吡啶丁酸琥珀酰亚胺酯（PBASE）共价连接至石墨烯表面；施加横向电场可促进PBASE与石墨烯的π-π堆积...
胶质纤维酸性蛋白（GFAP）是创伤性脑损伤等多种神经系统疾病的鉴别性血液生物标志物。此前已有生物传感器在缓冲液中检测 GFAP 的报道，但患者样本中 GFAP 的准确定量仍缺乏且需求迫切。本文报道了一种稳健的片上石墨烯场效应晶体管（GFET）生物传感方法，用于患者血浆中 GFAP 的高灵敏、超快检测。研究招募按 Mayo 分级定义的...