本文针对新型冠状病毒 SARS-CoV-2 诊断，对异质结构表面等离子共振（SPR）生物传感器进行了性能比较。研究基于传输矩阵法（TMM）计算反射率，并采用有限差分时间域（FDTD）方法分析石墨烯-传感层接触附近的电场强度。比较了 BaF2、BK7、CaF2、CsF、SF6 和 SiO2 等棱镜，TiO2 和铬等粘附层，Ag 和 A...
登革热病毒（DENV）由埃及伊蚊传播，每年在赤道及热带地区引发大规模疫情。现有血清学和分子检测方法成本高、耗时长、依赖专业人员，难以满足即时检测需求。石墨烯及其衍生物（氧化石墨烯GO、还原氧化石墨烯rGO）具有高电导率、高热导率、大比表面积、柔性和生物相容性，可作为生物传感器平台；与纳米材料复合可增强信号、提高灵敏度与选择性。本文系...
物理、化学、电子、纳米、生物与分子生物学技术进步推动了多种电化学生物传感器的发展，广泛应用于医疗、食品和环境监测。传统生物传感器采用酶、抗体、核酸等生物识别元件，并结合光学、热、电化学、电和磁等换能方式，但仍面临干扰、灵敏度低、特异性与选择性不足及处理时间长等挑战。为开发快速、高灵敏、高准确和高特异性传感器，研究者引入纳米颗粒和纳米...
纳米技术的持续发展为器件制造，尤其是面向生物医学应用的生物传感器设计注入了新活力。纳米材料具有适宜的生物相容性、良好的电学与热学导电性、较大的比表面积以及催化活性等突出特性，因此自出现以来一直被视为开发高性能生物传感器的优良固定化候选材料。基于上述原因，本综述重点讨论纳米材料作为生物传感器固定化层的高效应用，涵盖碳纳米材料（石墨烯及...
2019年在中国武汉首次发现并随后全球传播的2019冠状病毒病（COVID-19）由严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引起。疾病严重性要求迅速行动以遏制病毒传播。预防感染的关键措施包括早期检测、使用防护装备、使用抗病毒药物以及最终通过疫苗接种使患者免疫。碳纳米材料家族包括石墨烯、富勒烯、碳纳米管（CNT）和碳点（C...
近十年来，碳纳米材料在生物成像、药物递送、人工组织工程和生物传感器等领域产生了显著影响，这得益于其对从化学分子到生物分子广泛体系的良好相容性、低毒性和可调控性质。对于生物传感器技术而言，不同维度碳基材料的特征会显著影响其性能与应用可行性。比表面积、多孔网络、杂化状态、功能化、合成路线、不同维度的组合、纯度水平以及碳纳米材料与生物分子...
结核是一种严重疾病，早期快速诊断可提高治愈机会。研究表明结核患者血液血浆折射率低于健康人。本文针对基于表面等离子共振（SPR）的光纤传感器，研究金属/氧化物/石墨烯多层结构，并比较光纤芯径为300、600和940 µm时以血液血浆为传感介质的性能。采用矩阵法在Wolfram Mathematica中模拟各结构的灵敏度、检测精度和品质...
乳腺癌是女性中最常见的癌症，也是全球第二大致癌病因。早期发现乳腺癌可使其更易治疗，并防止其扩散至乳腺以外。近年来，研究者发展了多种乳腺癌生物传感器策略，包括光学、电学、电化学和机械生物传感器。其中，电化学生物传感器因灵敏度高、检测时间短，适合用于乳腺癌生物标志物的识别。此外，引入纳米材料可进一步提高电化学生物传感器的灵敏度。石墨烯具...
本文提出一种利用多项式回归进行行为预测的传感器，用于优化吸收体与传感器性能。作者分析了三种石墨烯基超表面结构：双开口环谐振器（GDSRR）、单开口环谐振器（GSSRR）以及带细线的单开口环谐振器（GSSRRTW），通过比较不同设计与参数变化以获得最高灵敏度。结果表明，双开口环谐振器和单开口环谐振器设计可获得最高灵敏度；不同参数厚度变...
快速检测结核分枝杆菌对降低结核病危害具有重要意义。本文提出一种无标记石墨烯基折射率生物传感器，并结合机器学习方法用于检测结核分枝杆菌。该传感器通过分析基底厚度、谐振器厚度和入射角等参数实现更高灵敏度。机器学习用于预测不同波长下的吸收值，模型应用于入射角、基底厚度、谐振器厚度和石墨烯化学势四个参数。十字形超表面置于石墨烯-二氧化硅混合...
生物传感器是现代工程工具，已广泛应用于工业过程控制、军事、环境监测、医疗保健、微生物学和食品安全等领域，尤其可用于环境污染监测、有毒元素检测、有机质中病毒或细菌等生物危害物筛查以及临床诊断中的生物分子检测。其在慢性病管理、感染病早期筛查等深度医学应用中具有广阔前景。生物传感器因使用简便、可扩展性强、制造简单而具备高推广潜力，已成为现...
东南亚箱龟（Cuora amboinensis）是生态重要且濒危的物种，亟需现场监测手段以防止灭绝。本文开发了一种基于金纳米颗粒/石墨烯纳米复合物的电化学 DNA 生物传感器，用于检测 C. amboinensis 线粒体细胞色素 b（cytb）基因。作者利用生物信息学工具设计并验证了特异性 DNA 探针，将丝网印刷碳电极（SPCE...
近年来，可穿戴传感器和侵入式器件因实时人体健康监测和无创人机交互需求而受到广泛关注。石墨烯凭借其优异的导热、导电、机械柔性和大比表面等特性，推动了传感器研究快速发展，可用于检测体温、血氧、血压、葡萄糖及汗液中的多种分析物。本文系统综述了石墨烯及其衍生物的结构、合成路线、缺陷、力学、电学、热学性质与生物相容性，并介绍生物传感器基本特征...
本文设计了一种基于铜纳米基底、石墨烯和二维过渡金属二硫化物（TMDC）的混合结构，以实现超灵敏表面等离子共振（SPR）生物传感器。该系统由 SF11 三棱镜、BK-7 玻璃、铬（Cr）粘附层、薄铜膜、一种 TMDC（MoS2、MoSe2、WS2 或 WSe2，统称 MX2）、石墨烯以及含生物分子分析物的传感层组成。选用铜作为等离子体...
抗生素是治疗细菌感染的重要工具，但抗生素污染已成为威胁人类细菌感染有效治疗的严重问题，水体中抗生素检测因此成为生物分析领域的关键研究方向。目前仍迫切需要一种简单、超灵敏的方法，以在低浓度下准确检测抗生素。本文开发了一种基于超洁净石墨烯和适配体的场效应晶体管（FET）生物传感器，用于四环素（tetracycline, TET）的超灵敏...
石墨烯及其衍生物因优异的光学、电学和物理性质在生物传感中具有重要潜力，尤其具有宽谱可调吸收、荧光猝灭/爆发和强偏振相关效应，可实现生物分子的非破坏性检测。本文综述了石墨烯、氧化石墨烯（GO）、还原氧化石墨烯（rGO）和石墨烯量子点（GQDs）的制备方法与表面功能化策略，并总结基于石墨烯及其衍生物的光学生物传感器研究进展。文章归纳了表...
本文报道了一种基于石墨烯–二硫化钼（MoS2）杂化结构的高灵敏度表面等离子共振（SPR）生物传感器。该传感器由BK7棱镜、5 nm Cr粘附层、50 nm Au等离子体层、四层MoS2和单层石墨烯组成。基于传输矩阵法（TMM）的数值模拟表明，四层MoS2与单层石墨烯修饰使传感器最大折射率灵敏度达到282°/RIU，约为传统Au基SP...
慢性与急性疾病给人类带来巨大经济负担，亟需低成本、早期诊断与持续监测手段。可穿戴生物传感器利用多种材料实现非侵入、无线、连续的人体健康监测。石墨烯作为二维纳米材料，因优异的电学、力学、热学、光学和结构性质，以及高度柔性、可折叠和生物相容性，成为开发可穿戴生物传感器的重要材料。本文综述了石墨烯及其衍生物的合成与图案化方法，介绍了生物传...
癌症是全球致死率最高的疾病之一，早期诊断平台亟需发展。癌症诊断可通过识别细胞功能异常、关键蛋白、基因突变和结构变化等实现，其中DNA、RNA、mRNA、适配体、代谢物、酶和蛋白等生物标志物的识别是关键挑战。纳米结构生物传感器技术为此提供了高灵敏、高选择、稳定且检测范围宽的解决方案。本文系统综述了石墨烯及其衍生物（氧化石墨烯GO、还原...
本研究开发了一种新型酶法电化学生物传感器 GPH-MnPc-Tyr/SPE，以石墨烯修饰丝网印刷碳电极为基底，滴涂锰酞菁并用戊二醛交联固定酪氨酸酶，用于灵敏检测绿原酸（CGA）。戊二醛交联提高了酶在电极表面的生物活性，修饰电极对 CGA 的电化学氧化还原具有显著催化作用。在 0.1–10.48 µM 范围内，峰电流与 CGA 浓度呈...