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...
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...
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...
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...