透明导电界面可在保持无标记电生理记录兼容性的同时，实现心脏细胞层的光学预评估。本研究评估了将单层石墨烯电极集成到电容记录平台中，用于分析人诱导多能干细胞来源心肌细胞（hiPSC-CM）单层。培养在石墨烯传感器上的 hiPSC-CM 形成致密、同步搏动的单层，可在记录前通过光学显微镜评估其完整性与同步收缩。从自发搏动的 hiPSC-C...
生物传感器在生物医学诊断、环境监测和药物研发中具有变革潜力。石墨烯基表面等离子共振（SPR）生物传感器因高灵敏度、可扩展性和低成本制备而备受关注。本研究探讨石墨烯基 SPR 生物传感器的工作原理与设计方法，重点分析电解质门控对传感性能的影响，并将石墨烯量子电容作为提高性能预测准确性的关键参数纳入模型。通过计算分析灵敏度与关键性能指标...
免疫细胞表面特定分子组成的变化是定向免疫应答的重要早期标志物，而现有生物传感器大多聚焦于可溶性疾病标志物。本文报道了一种肽功能化石墨烯生物传感器，可在不依赖特定平台的情况下，高灵敏检测活细胞表面的特定免疫受体。研究以天然免疫细胞关键调节因子甲酰肽受体2（FPR2）为目标，并在两种互补格式中验证：i）石墨烯增强表面等离子共振（SPR）...
本研究提出一种经机器学习优化的石墨烯基生物传感器，用于乳腺癌的早期精准检测，旨在提升诊断可靠性与临床效能。该器件采用多层 Ag–SiO₂–Ag 结构放大光学响应，实现峰值灵敏度 1785 nm/RIU。机器学习模型用于优化结构参数，从而系统提升检测精度与可重复性。优化后的设计相比传统生物传感器构型表现出更高灵敏度，凸显其在生物分析应...
石墨烯是由sp2杂化碳原子构成的二维六角晶格材料，具有优异的电导率、机械强度和高比表面积，可作为高效生物传感平台。其离域π电子体系有利于快速电荷传输，并可借助生物界面进行多样化表面功能化。本文综述了石墨烯基生物传感器的核心检测机制：在光学传感中，表面等离子共振（SPR）与表面增强拉曼散射（SERS）因石墨烯强光–物质相互作用而提升灵...
本研究提出一种基于石墨烯的先进生物传感器，用于精确检测血液抗原，采用三种新型结构构型。传感器将石墨烯与局域表面等离子共振（LSPR）技术结合，在复杂生物环境中实现高灵敏度和选择性。所提结构由石墨烯层、二氧化硅介质层和金基底组成，并进一步用金纳米颗粒增强。仿真结果表明，传感器在太赫兹波段吸收率超过98%，第一结构最高灵敏度达10514...
本文报道了一种用于无标记检测免疫球蛋白M（IgM）的突破性石墨烯生物传感器，检测浓度可达100 zM（10−19 M）。该传感器为两终端器件，包含毫米级宽度的金界面，其表面物理吸附约10^12个抗IgM抗体，并通过浸水纸带与裸石墨烯电极电容耦合。在此构型中，少量亲和结合事件可触发蛋白层的集体静电重组，使生物功能化金表面产生扩展的表面...
室温下理想的生物传感器材料应具备极大的单位质量比表面积，并能利用量子力学特性，石墨烯及其他二维（2D）材料符合这一设想。该文综述了石墨烯和二维材料用于生物分子传感的科学基础与应用进展。不同尺寸和类型生物分子的检测通常通过生物分子与二维材料表面相互作用，调制材料中的电荷密度或电流，并表现为电容或电阻等阻抗参数的变化。二维材料有望实现单...
2019冠状病毒病（COVID-19）已成为全球性公共卫生问题，疫情暴发使早期诊断和及时治疗成为控制传播的关键。逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）等核酸检测是重要诊断手段，但成本高、依赖实验室，难以满足大规模快速筛查需求。本文是一篇简短综述，系统总结并讨论用于COVID-19检测的生物传感器及其可持续材料基础。作者重点聚焦纸基、纤维...
随着世界卫生组织宣布SARS-CoV-2大流行，多项报道证实细胞因子风暴是感染患者最致命的后果之一。因此，细胞因子风暴可作为多数COVID-19患者疾病进展的血清标志物。本文开发了一种快速电化学阻抗谱（EIS）传感器，用于定量评估患者总体免疫活性。由于细胞因子风暴期间血液中多种细胞因子同时升高，无需特异性检测单一细胞因子，也无需对电...
本研究讨论基于碳化硅（SiC）衬底石墨烯膜的生物传感器芯片在构建流感病毒检测生物传感器主要阶段中电导率、低频噪声和表面形貌变化的机制。石墨烯表面经4-硝基苯重氮四氟硼酸盐（4NDT）共价沉积并循环伏安还原形成苯胺基团，使石墨烯缺陷度与电导增加，并形成尺寸可达500 nm的六角蜂窝状缺陷；缺陷浓度受石墨烯中双层或多层夹杂比例影响。所制...
卵巢癌是女性生殖系统恶性肿瘤中死亡率最高的疾病，开发能够灵敏、快速检测循环肿瘤细胞（CTC）的方法对早期诊断和转移风险预测具有重要意义。本文首次提出一种基于石墨烯的卵巢癌细胞生物传感器，用于检测卵巢癌细胞。该传感器由细胞池和两个金电极组成，可通过常规芯片制备工艺制备：在 SiO2/Si 衬底上转移 CVD 石墨烯，经光刻和氧等离子刻...
石墨烯基即时检测（PoC）和化学传感器可通过光刻工艺在晶圆级制备，但该方法会在石墨烯表面留下难以完全去除的聚合物残留；石墨烯生长与转移过程也会引入缺陷。缺陷和光刻胶污染会降低石墨烯基 PoC 传感器的均一性，导致器件性能不一致和传感结果不可靠。此外，石墨烯 PoC 传感器化学功能化过程中使用的苛刻化学环境可能降解器件中较脆弱的部分，...
本文致力于石墨烯基传感器的开发与参数优化。研究采用约1700 ℃热分解半绝缘6H-SiC衬底的方法生长石墨烯膜，Auger和拉曼光谱证实SiC表面存在单层石墨烯。文中提出外延石墨烯吸附的模型方法，表明Green函数法结合简单基底模型可获得吸附分子与基底之间电荷转移的解析结果。传感结构通过激光在石墨烯膜上图形化形成。作者首先制备了较简...
本文报道了一种基于石墨烯离子敏感场效应晶体管（ISFET）的生物传感器，用于选择性检测重组蓝藻病毒蛋白N（rCV-N）。rCV-N是一种可抑制HIV复制的抗病毒蛋白，可在转基因大豆种子中表达并用于工业加工。作者用1-芘丁酸琥珀酰亚胺酯（PBSE）修饰石墨烯单层器件：PBSE的芘基通过π-π作用结合石墨烯，琥珀酰亚胺酯基团与抗体伯/仲...
本研究提出一种无标记多共振石墨烯基生物传感器，采用周期性石墨烯纳米带，用于中红外区域检测复合振动指纹。生物分子的多个振动信号可通过透射谱中不同共振同时增强和检测。每个透射谷可通过改变施加于相应石墨烯纳米带的栅压独立调谐。文章研究并优化几何参数以获得优异传感性能，并以近似方式评估检出限。此外，该生物传感器可在宽入射角范围内工作。文中描...
帕金森病（PD）是美国仅次于阿尔茨海默病（AD）的第二常见神经退行性疾病。为研究其电生理机制，多巴胺能N27神经元细胞常被用作体外模型。本研究提出一种柔性石墨烯生物传感器设计。作者采用液相剥离法，并以牛血清白蛋白（BSA）辅助剥离，制备生物相容性石墨烯；拉曼光谱显示所得材料为少层石墨烯（FLG），ID/IG=0.11。将该少层石墨烯...
近期许多研究聚焦于石墨烯基生物传感器，但通常依赖单一信号并需借助其他技术校准。本研究设计并构建了一种非酶石墨烯基生物传感器，考察其通过三种不同信号检测葡萄糖和大肠杆菌的能力。制备时，将多巴胺功能化聚乙二醇和2,5-噻吩二硼酸分别通过氮烯[2+1]环加成反应和缩合反应共价连接到石墨烯片表面。硼酸片段与生物体系之间的多价相互作用增强了多...
本文提出一种受静脉瓣膜启发的三维微结构石墨烯细菌传感器。作者利用双光子聚合技术在石墨烯传感电子器件周围直接制备非对称方向性微笼，使运动细菌更易从外部游向中心传感区，从而提高局部细菌浓度并增强传感信号。该富集效应在10^1–10^9 CFU/mL的细胞培养液中均得到验证。荧光分析显示信号增强3.38–3.5倍；嵌入式pH传感器通过检测...
本文提出一种基于单层石墨烯（MG）与羰基钌簇（Ru-CO）吸附作用的高灵敏、快速生物传感器，用于检测脑卒中及癌症相关生物标志物。Ru-CO 簇在 MG 表面可快速脱羰，原位生成氧化钌纳米颗粒（RuO2 NPs）。作者以 MMP-2 特异性肽修饰 MG，利用 MMP-2 的酶切-结合机制：当 MMP-2 存在时，肽链被切割并从石墨烯表...