石墨烯独特的物理结构以及化学和电学性质使其成为传感技术的理想材料。近年来，研究者利用原始石墨烯及其与纳米粒子和聚合物复合的改性石墨烯，提出了多种新型传感平台。这些平台通过共价结合（如EDC/NHS反应）或物理吸附等方式固定抗体、DNA和酶等生物分子，构建高灵敏、高选择性生物传感器。文献中采用多种检测方法，其中电化学检测最为常见，因其...
工程与细胞生物学技术进步推动了以细胞治疗为代表的新型医学治疗方式。美国食品药品监督管理局近期批准了首个针对癌症的细胞基因疗法；癌症诊断也出现可检测五种癌症类型的血液检测。多项显示安全性与有效性的干细胞I/II期临床试验正逐步满足先进治疗医学产品（ATMP）标准，有望加入欧洲药品管理局批准的首个干细胞疗法。细胞治疗需要对指示作用机制、...
实时非侵入活细胞显微成像对生物医学研究至关重要。本文报道一种基于石墨烯生物传感器系统的活细胞亚细胞折射率成像技术。利用石墨烯对s偏振和p偏振光反射特性的差异，采用45°广义柱矢量偏振激光束作为激励，并对反射柱矢量光束进行解调，实现差分检测。得益于矢量光束使能的共路石墨烯生物传感器结构，成像空间分辨率和折射率灵敏度均显著提高。该方法无...
我们开发了一种低成本、便携的石墨烯基生物传感器，利用高特异性固定化单克隆抗体检测寨卡病毒。通过场效应生物传感（FEB），将单克隆抗体共价连接至石墨烯，实现对天然寨卡病毒（ZIKV）抗原的实时、定量检测。针对抗原（ZIKV NS1）剂量，电容变化百分比与临床显著水平一致，可在缓冲液中检测低至450 pM的抗原。通过在模拟人血清中测量寨...
大肠杆菌O157:H7是引起食源性出血性腹泻、发热和呕吐的肠出血性病原菌，其暴发对公共卫生构成严重威胁。为满足食品污染病原菌快速、灵敏检测需求，本研究开发了一种无标记石墨烯界面电学生物传感器。该传感器将石墨烯纳米结构与电容叉指微电极互连，并在表面固定抗大肠杆菌O157:H7特异性抗体。石墨烯的高载流子迁移率和生物相容性增强了电极界面...
本研究将特异性识别纤维蛋白原的抗体共价连接到石墨烯上，并以壳聚糖水凝胶为粘结剂沉积到丝网印刷电极上，制备了一种低成本电化学纤维蛋白原生物传感器。傅里叶变换红外光谱证实抗体存在于石墨烯支架上。电化学阻抗谱表明，该传感器在水相介质中能够选择性响应纤维蛋白原，即使在凝血级联中潜在干扰分子纤溶酶原存在时仍保持选择性；同时在高背景血清白蛋白水...
本文报道了一种基于石墨烯和适配体的类场效应晶体管（FET-like）电化学纳米生物传感器，用于准确检测极低浓度的三磷酸腺苷（ATP）。石墨烯作为二维导电沟道材料，具有比表面积大、生物相容性好以及可构建表面结合化学等优点。传感器采用一段20碱基的短链DNA适配体作为识别元件，使ATP与适配体的结合发生在电解质磷酸盐缓冲液（PBS）的德...
石墨烯是碳的二维单原子层同素异形体，因其高载流子迁移率、大比表面积和优异电学、光学与物理性质，适合用于传感器。本文提出一种基于石墨烯场效应晶体管（GFET）的大肠杆菌（E. coli）生物传感器，并利用石墨烯电流-电压（I-V）特性建立传感机制模型。该器件以化学气相沉积（CVD）石墨烯为沟道，银（Ag）作源漏电极，硅橡胶绝缘，表面经...
本文提出一种基于单晶石墨烯畴的差分输出生物传感器阵列，用于实现高分辨测量。差分输出结构可消除由石墨烯晶向差异、晶界以及接触电阻和实验过程引起的噪声与波动，从而提高低浓度下的分辨率。作者通过化学气相沉积法制备了毫米级高质量单晶石墨烯畴，并从同一畴中刻蚀出两条相同的石墨烯条带，分别作为场效应晶体管源漏沟道的参考通道和测试通道。实验结果表...
本文报道了一种基于石墨烯的生理仪阵列，用于分析单个生物细胞。石墨烯生物传感器的优势在于其本身可视为由大量独立且对齐的传感单元组成的连续阵列。作者展示了一种纳米尺度微生理仪，通过测量细胞局部酸化率来评估细胞代谢活性。石墨烯作为独立pH传感器矩阵，可实现亚细胞尺度质子排出的检测。拉曼光谱表明，水合质子可对石墨烯进行p掺杂，且其响应符合已...
本文提出一种由石墨烯使能的集成光电机械多模态生物传感器，用于生物分子检测。该器件将光学、电学与机械传感功能集成于同一芯片：氮化硅薄膜作为高Q机械谐振器，金纳米圆盘天线提供局域表面等离子体共振光学传感，石墨烯单层作为场效应晶体管沟道和生物吸附界面。实验证明，该传感器在蛋白浓度检测中实现了跨越5个数量级的超宽线性动态范围，较现有单模纳米...
本文报道了一种基于石墨烯的电化学阻抗生物传感器，用于检测十溴二苯醚（DBDE，BDE-209）。该传感器以玻璃碳电极为基底，将化学气相沉积生长的单层石墨烯转移至电极表面，并通过金盐置换法在石墨烯上修饰金纳米颗粒（AuNP），再孵育固定由噬菌体展示筛选获得的DBDE结合肽（DBDE-bp，WHWNAWNWSSQQ）。在含铁氰化钾/亚铁...
本文报道了一种基于石墨烯-金纳米颗粒杂化结构的无标记酶生物传感器。器件以SiO2基底上的Ti/Au源漏电极和石墨烯通道构成场效应晶体管，石墨烯表面先通过π-π作用接枝4-(pyren-1-yl)butanal，再经还原胺化连接含赖氨酸的功能多肽连接子，随后负电荷金纳米颗粒（AuNPs）静电自组装于多肽层上，并以1-丁基-3-甲基咪唑...
本文研究在局部表面等离子共振（LSPR）生物传感器中引入石墨烯层以增强灵敏度与吸附效率。该传感器采用Kretschmann棱镜耦合结构，由熔融石英玻璃棱镜、金薄膜、石墨烯层及生物分子识别层组成，并以生物素-链霉亲和素相互作用作为模型体系，监测金薄膜上石墨烯层表面的生物分子结合。通过理论推导和数值模拟，系统评估了不同生物分子层厚度、石...
本文提出一种基于表面等离子共振（SPR）的石墨烯生物传感器。该传感器由金薄膜表面覆盖石墨烯片构成，采用衰减全反射（ATR）方式探测传感界面附近因生物分子吸附引起的折射率变化。计算表明，含 L 层石墨烯的石墨烯/金 SPR 传感器相对于传统金薄膜 SPR 传感器的灵敏度提高 (1+0.025L)×γ 倍，其中 γ>1 表示石墨烯增强生...