心血管疾病是全球主要死因，高胆固醇血症是严重心脏病的重要诱因。本文提出一种基于石墨烯-等离子体-黑磷混合结构的优异吸收器，并将其用于生物传感应用。该器件由石墨烯、黑磷、银、金和氧化铝构成的四分之一圆柱形及平板形多层结构组成。为提升吸收峰性能，研究了结构参数和石墨烯化学电位（Ef）对吸收光谱的影响。在优化特性后，该结构被用作检测血液样...
本文系统综述了石墨烯在增强表面等离子共振（SPR）生物传感器性能中的变革性作用。石墨烯具有高比表面积、优异导电性和可功能化特性，有望提高 SPR 传感器的灵敏度、特异性和稳定性。作者基于 PRISMA 与 PICOS 框架，系统检索并分析 2010—2023 年相关研究，围绕灵敏度、特异性和稳定性等关键指标进行归纳。结果表明，引入石...
酚类化合物来源于工业、农业和城市排放，可进入流动水体，危害水生生物、生物多样性和饮用水安全，并威胁人类健康。因此，监测和削减流动水体中酚类化合物对维护生态系统与公共健康至关重要。本研究开发并评价了一种基于丝网印刷电极（SPE）修饰石墨烯（GPH）、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)（PEDOT）和酪氨酸酶（Ty）的创新生物传感器，用于水样分...
本文从理论上分析通过1-芘丁酸琥珀酰亚胺酯（PASE）连接基固定在石墨烯上的蛋白质分子可能呈现的多种构象。密度泛函理论计算表明，PASE在石墨烯上存在两种双稳态构象，二者之间的活化势垒来源于芘基团上的氢原子与烷基链上的氢原子之间的空间位阻效应。即使蛋白质通过脱水缩合连接到PASE形成PBA连接分子，只要由烷基链和芘基团构成的连接基局...
肺癌是全球癌症死亡的主要原因，常因晚期发现而难以治愈。现有生物标志物往往在无症状可治愈阶段难以检出，因此需要兼具性能、可扩展性、成本效益和简便性的群体筛查方法。本文提出一种基于酶活性的传感器平台，通过检测血清中参与肿瘤转化的活性蛋白酶，而非单纯计数生物标志物，来评估肺癌风险。该平台由 18 个对活性蛋白酶敏感的传感器组成，用于检测 ...
低成本、快速且易用的生物传感器对多种癌症生物标志物的检测至关重要，有助于早期转移控制与高效诊断。由于癌症生物标志物分子复杂性高，生物传感器测量的重复性与再现性尤为关键。电化学生物传感器因成本低、操作简便且分析性能优良，成为癌症诊断的有吸引力替代方案。近年来，石墨烯衍生纳米结构被广泛用于电化学生物传感器制备，其高电导率、强吸附能力、低...
结核病（TB）是一种主要通过呼吸道传播的慢性传染病，发病率高。传统诊断方法耗时长且需要专业人员，使结核病的即时检测（POC）困难。本文开发了一种基于石墨烯的场效应晶体管（GFET）生物传感器，用于高灵敏度检测结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis, MTB）的 MPT64 蛋白，作为 TB 的 POC 检...
乳腺癌早期检测可显著提高治疗成功率与生存率。本研究构建了一种用于检测乳腺癌细胞的电化学生物传感器，采用血红蛋白包封银纳米团簇（Hb-AgNCs）与铜(II)-卟啉金属有机框架（BioMOF）嵌入石墨烯的纳米杂化探针 Hb-AgNCs@MOF-G。该探针具有高电化学活性、优异分散性、多孔性和大比表面积，有利于功能化。通过绿色超声辅助搅...
本文报道了一种基于石墨烯/导电聚合物纸基生物传感器（GCPPS），用于多巴胺和细胞因子的快速、低成本检测。作者通过行星混合制备石墨烯纳米片（GNF）与聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）导电墨水，并将其浸涂于激光切割的 Whatman 滤纸基底上，形成工作电极、对电极和银墨水参比电极。扫描电镜与拉曼光谱表...
本文采用溶胶-凝胶旋涂法构建了Cu–Fe纳米颗粒/沸石A/石墨烯（Cu–Fe NPs/ZEA/Gr）电化学生物传感器。首先通过化学还原法合成Cu–Fe双金属纳米颗粒，再与沸石A（ZEA）和石墨烯（Gr）复合，形成Cu–Fe NPs/ZEA/Gr纳米复合材料；随后以聚乙烯醇（PVA）为粘结剂，将其涂覆于玻璃基底上制成薄膜电极。XRD、...
本研究提出一种基于五层石墨烯/氟化钙（CaF2）多层光栅与法布里-珀罗（Fabry–Perot, FP）腔集成的无标记光学生物传感器，用于提高灵敏度（S）、品质因数（FOM）和品质因子（Q）。通过调节石墨烯化学势，在石墨烯/介质界面激发表面等离子共振（SPR）波；垂直偏振光源使光栅两侧作为电偶极子，使等离子体波相向传播并在样品活性区...
癌症早期诊断的关键在于在肿瘤发展初期识别恶性病变，从而降低死亡率并提高生存率。癌症生物标志物在判断癌细胞分期、监测肿瘤生长和评估治疗效果中发挥重要作用。传统癌症检测方法常涉及耗时的核酸扩增、靶标检测和复杂处理流程，难以满足快速筛查需求。生物传感器正成为癌症检测的有前景诊断工具，其中碳纳米管（CNT）和石墨烯基晶体管生物传感器凭借独特...
癌症是全球主要死因之一，早期检测对提高治愈率至关重要，而检测灵敏度决定了可检出的最低癌细胞浓度。表面等离子共振（SPR）通过监测样品折射率变化实现癌细胞检测，其灵敏度取决于可分辨的最小折射率变化。本文提出一种金-石墨烯-银-黑磷（Au-Gr-Ag-Black P）异质结构 SPR 传感器表面，用于基于折射率差异检测不同类型癌细胞。作...
本文针对饮用水中水传细菌快速准确识别需求，研究了基于BK7棱镜—银（Ag）—MXene（Ti3T2Cx）—石墨烯—亲和层—传感介质的表面等离子共振（SPR）生物传感器。传感介质包括纯水、霍乱弧菌（V. cholera）和大肠杆菌（E. coli）。在Ag—亲和层—传感介质结构中，大肠杆菌对应的灵敏度最高，霍乱弧菌次之，纯水最低。采用...
新冠疫情由严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引发，已成为全球公共卫生问题，开发高灵敏、快速的冠状病毒检测器十分关键。本文提出一种基于表面等离子共振（SPRE）的 SARS-CoV-2 病毒生物传感器。为提高灵敏度，在金属银薄膜与石墨烯层之间插入一层 BiFeO3，使器件结构为 BK7 棱镜/Ag/BiFeO3/石墨...
本文提出四种基于石墨烯-等离子体纳米组合的结构，用于检测冠状病毒尤其是 COVID-19。这些结构按半球形阵列和一维光子晶体格式排列，半球形与板状层由铝（Al）、金（Au）、二氧化硅（SiO2）和石墨烯（graphene）构成。一维光子晶体可使吸收峰波长向短波方向移动，同时提高吸收峰值。为提升器件功能，作者考察了结构参数和石墨烯化学...
有机磷杀虫剂因广谱高效而广泛用于农业生产，但农药残留会通过环境和食物链累积，威胁人与动物健康。现有检测方法常存在操作复杂或灵敏度不足的问题。本文提出一种工作于0–1 THz频段的石墨烯基超材料生物传感器，以单层石墨烯作为传感界面，通过光谱幅值变化实现高灵敏检测。该传感器具有操作简便、成本低、检测快速等优点。以毒死蜱（phosalon...
近年来，随着神经科学与生物医学检测需求提升，高灵敏、高选择性神经递质生物传感器受到广泛关注。实时监测神经递质对神经系统和心血管疾病的早期预防、诊断与疗效评估具有重要意义。本文综述了适配体生物传感器技术的最新进展，重点总结用于提升传感器性能与选择性的多种生物材料，包括金基、金/金属混合、石墨烯基、石墨烯/金混合以及聚合物/金属混合体系...
得益于功能纳米材料和纳米结构精细工程的最新进展，面向现场应用的生物传感器开发出现新可能。二维（2D）纳米材料因超薄结构而具有优异的物理、化学、高度各向异性、化学活性和力学性能。2D纳米材料高比表面积、层状拓扑和孔隙率的多样性，使其可通过表面特性工程实现靶向识别。通过整合多种纳米结构的独特特征并将其用作生物分子组装支架，可开发具有更高...
严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）于2020年被宣布为全球大流行。随着病毒在全球迅速传播并不断出现新变异株，迫切需要开发用于其快速检测的诊断试剂盒。逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）检测因具有已验证的准确性和可靠性，被宣布为疾病检测的金标准。然而，尽管其可靠，PCR运行所需的专业设施、试剂和较长时间限制了其在快速检...