本文报道了一种用于过氧化氢（H2O2）检测的多组分聚合物-金属-酶电化学生物传感器。作者通过石墨烯表面功能化及金纳米颗粒（Au NPs）原位生长，制备了金纳米颗粒-聚多巴胺-聚丙烯酸-石墨烯（Au NPs-PDA-PAA-graphene）纳米杂化材料。该材料具有良好的亲水性、优异的生物相容性和较高的生物分子负载能力，可作为酶固定化...
为遏制新冠疫情，研究者竞相开发严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）检测平台。场效应晶体管（FET）因高灵敏度和快速检测能力而具有潜力。本文研究了一种基于石墨烯的FET生物传感器，其换能器为硼氮共掺杂氧化石墨烯凝胶（BN-GO gel），表面功能化核衣壳蛋白抗体，用于在缓冲液中检测SARS-CoV-2核衣壳（N）蛋白。...
新冠疫情使全球面临健康与经济风险。本文从理论上提出一种新型光纤等离子体生物传感器，用于高灵敏、可靠且可重复地检测SARS-CoV-2。该传感器以Ag-Au合金纳米颗粒薄膜作为等离子体活性层，并在其表面覆盖石墨烯层，以增强生物分子吸附；同时采用硫醇连接DNA层作为识别配体，用于捕获SARS-CoV-2相关核酸。作者将两种近期策略结合于...
慢性炎症性疾病如癌症、糖尿病、中风、缺血性心脏病、神经退行性疾病和 COVID-19 近年来在全球造成大量死亡。准确检测慢性炎症疾病生物标志物可显著改善患者诊断、治疗和临床护理。石墨烯衍生物材料（GDMs），包括原始石墨烯（G）、氧化石墨烯（GO）和还原氧化石墨烯（rGO），在生物传感和新型生物传感器器件开发中表现出巨大优势。GDM...
石墨烯及碳基纳米材料因其独特性质，是开发高灵敏生物传感器以检测多种生物标志物的关键材料。生物传感器基于识别受体和信号换能器，可实现高效、灵敏、选择性、快速且低成本的诊断，其换能机制包括电化学、压电、热和光学等。早期病毒识别可为有效且选择性治疗提供关键信息，延长治疗窗口并降低发病率。通过功能化或与其他材料复合可调节石墨烯的灵敏度与选择...
由于水传播细菌对人体健康构成风险，饮用水中细菌的快速识别已成为全球关注的问题。本文提出一种高灵敏度表面等离子共振（SPR）生物传感器，由棱镜、银（Ag）、石墨烯、亲和层和传感介质组成，用于快速检测水传播细菌。首先比较了四种SPR结构：棱镜/Ag/传感介质、棱镜/Ag/亲和层/传感介质、棱镜/Ag/石墨烯/传感介质和棱镜/Ag/石墨烯...
本文提出一种基于 Kretschmann 构型的表面等离子共振（SPR）生物传感器，用于分析化学、医学和生物分析物。该传感器采用 BK7 棱镜作为耦合基底，并在棱镜表面依次构建 40 nm 金层、单层 ε-硒化锡（ε-SnSe）纳米片、20 nm 金层和单层石墨烯（graphene）层，形成双金属/二维材料复合传感结构。ε-SnSe...
新冠疫情暴发凸显了对高灵敏度、高选择性且易于操作的生物传感器件的需求，面向大规模检测与感染人群映射的即时检测（POC）设备尤为重要。本文提出一种基于石墨烯的电-电化学垂直器件（EEVD）POC 生物传感器，用于 SARS-CoV-2 血清学诊断。该器件将 SARS-CoV-2 受体结合域（RBD）生物偶联物固定于表面，通过检测血清中...
二维材料与光学生物传感器的结合近年来成为研究热点。石墨烯、过渡金属二硫化物、黑磷、MXene及其他二维材料（金属氧化物和简并半导体）具有独特光学性质，在不同生物分子检测中发挥独特作用。通过二维材料修饰，光学生物传感器具有传统传感器（如电学传感）不具备的优势，灵敏度和检测限显著提高。本文综述了基于不同二维材料的光学生物传感器。首先详细...
本文提出一种基于石墨烯-等离子体纳米结构的血红蛋白浓度传感器。作者将半圆柱形金棒按周期阵列排布，并结合银、二氧化硅和石墨烯多层结构，构建了五种石墨烯-等离子体组合传感结构，用于检测血液样品中的血红蛋白浓度。通过引入不同平板和圆柱形石墨烯层，可改善吸收器的吸收峰强度与共振波长；增加金层可增强入射电磁波的限制并提高吸收因子。研究还考察了...
本研究制备了一种结构稳定、检测精度高的乙酰胆碱酯酶（AChE）生物传感器。采用层层自组装方法，将壳聚糖（CS）修饰的石墨烯（Gra）纳米碎片和AChE依次滴涂在玻璃碳电极（GCE）表面，构建AChE/Gra&CS/GCE传感器。CS首次用于修饰Gra，增强石墨烯纳米结构机械柔性，提高传感器稳定性和检测精度。传感器对敌敌畏（DDVP）...
本文提出一种基于单层石墨烯超材料的超薄双窄带太赫兹吸收体，并将其用于生物传感。石墨烯/介质界面激发的表面等离激元可通过在石墨烯表面捕获双极电荷加以调控。作者在方形石墨烯谐振器中引入环形圆槽，使电荷按所需方式存储并形成双极电荷节点，从而增强单层石墨烯超材料可调、超薄双窄带太赫兹吸收体的性能。利用基模和三阶模表面等离激元，该结构在低带和...
自世界卫生组织于2020年3月宣布新冠疫情为全球大流行以来，开发高灵敏度诊断平台成为迫切需求。病毒RNA检测对早期和无症状感染具有最高灵敏度与特异性。本研究开发了一种无标记基因传感器，以石墨烯为工作电极并嵌入柔性印刷电路板（FPCB），用于SARS-CoV-2的快速、灵敏、无扩增和无标记检测。为便于液体处理，传感器集成用户友好储液腔...
严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）通过刺突蛋白受体结合域（RBD）结合宿主ACE2受体完成感染。本研究以阻断RBD-ACE2结合为目标，对12条候选肽进行计算筛选，利用原子尺度分子动力学模拟评估其与RBD的结合能力、氢键作用、RMSD及水溶液稳定性，并通过伞形采样平均力势（PMF）计算验证结合。结果显示肽6和肽7兼...
活性氧（ROS）生成与清除失衡会引发氧化应激，因此需要探索氧化应激生物标志物的作用。传统检测方法存在局限，促使研究者寻找替代方案。生物传感器在痕量分析物检测中具有高特异性、高选择性和快速响应等优势，纳米材料基质是构建生物传感器的常用选择。石墨烯、过渡金属二硫化物和多种金属氧化物等二维材料已被用于不同氧化应激分析物的生物传感。这些材料...
本文提出并数值模拟了一种新型波导型表面等离子共振（SPR）传感器。该传感器由石墨烯覆盖层、金（Au）薄膜和碳化硅（SiC）波导层构成，并制备于二氧化硅/硅（SiO2/Si）基底上。由于 SiC 具有较大带隙，传感器可在可见光和近红外波段工作，从而降低水基传感介质中的光吸收并提高灵敏度。研究通过比较传感介质折射率（RI）变化引起的共振...
离子液体因其独特理化性质在电化学与生物纳米技术领域受到广泛关注。其优异离子电导率和宽电化学窗口为电化学器件构建开辟新途径。另一方面，石墨烯（GR）、氧化石墨烯（GO）、碳点（CDs）和碳纳米管（CNTs）等碳纳米材料因比表面积大、导电性好、稳定性高且可功能化，在电化学应用和生物传感器中前景广阔。然而，离子液体（ILs）与碳纳米材料（...
石墨烯和氧化石墨烯因其优异特性已成为许多先进生物传感器的基础。然而，石墨烯在有机溶液中化学惰性、氧化石墨烯电导率低等缺陷限制了其在传感中的应用。为弥补这些不足，研究者发展了多种修饰方法，以赋予材料生物传感所需的性质。对石墨烯和氧化石墨烯进行有效修饰可促进生物分子与其表面相互作用，所得生物偶联物可作为生物传感器的主要传感部分。作为换能...
低丰度生物分子检测在临床诊断、药物发现和基础研究等生物医学应用中至关重要。本文提出一种新型电解质门控石墨烯场效应晶体管（EGFET）生物传感器，并集成声学镊子以提高灵敏度。该声学镊子基于频率达数千 MHz 的高频固体装载谐振器（SMR），具有优异的纳米颗粒/生物分子聚集能力。作者分析了声学镊子聚集生物分子的工作原理，并通过实验验证。...
本文设计了一种由周期性单层石墨烯纳米带与介质多层结构组成的混合结构，用于产生Fano共振（FR）。石墨烯表面等离子体共振与介质波导模式之间的强相互作用形成FR。作者采用有限元方法研究FR行为，并与严格耦合波理论计算结果一致。结果表明，FR线型可通过石墨烯纳米带周期进行被动调谐，也可通过石墨烯费米能级进行主动调谐。由于FR具有解耦特性...