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...
本文提出一种基于石墨烯/布拉格反射器混合结构的高灵敏度太赫兹生物传感器。该传感器利用石墨烯与布拉格反射器激发的石墨烯Tamm等离激元（GTPs）模式，与对称光子晶体中由传感层引入的缺陷模式发生模式耦合，形成尖锐的Fano共振反射峰。由于Fano共振峰对石墨烯费米能、传感介质厚度和折射率变化高度敏感，传感层中生物分子或气体引起折射率微...
本文提出一种在可见光波段具有可调响应的光子生物芯片，用于血细胞分选应用。传感器核心由ZnS和Ge交替多层膜构成，中间设置可注入生物样品的生物细胞腔。为提高芯片灵敏度，生物细胞腔被空气层包裹，其侧壁涂覆单层石墨烯。研究首先针对白细胞成分（WBC）和红细胞成分（RBC）提取结构参数的最优值，随后通过改变探测光入射角和偏振态考察传感器探测...
本研究开发了一种低成本、可重复使用且高灵敏的分析平台，用于检测人体代谢物尿酸（UA）。该平台将石墨烯化学电阻检测技术与磁珠（MB）系统相结合。石墨烯基生物传感器中的异质结（单层石墨烯与 HfO2 薄膜）作为换能器，检测尿酸与尿酸酶特异性催化反应引起的局部 pH 变化，从而获得尿酸浓度。将尿酸酶固定在磁珠上，可使功能化步骤与传感器表面...
胃癌是全球常见恶性肿瘤，早期诊断对提高患者生存质量和总体治疗结局具有重要意义。纳米电化学免疫传感器是结合纳米技术、电化学分析方法和免疫学技术的新兴生物传感器，具有操作简便、分析速度快、灵敏度高和选择性好的优点。本迷你综述总结了用于胃癌早期检测的免疫分析技术、纳米技术和电化学传感方法，重点讨论碳纳米材料在该领域的应用，包括材料的功能化...
血液系统恶性肿瘤是一类严重危害人类健康的恶性疾病，主要累及骨髓、血液和淋巴组织。现有治疗中，低检出率和高复发率是主要问题。定量检测血液肿瘤相关生物标志物是细化病理分型、实施靶向治疗并改善预后的关键。近年来，面向肿瘤细胞和血液检测的生物电化学方法受到广泛关注。生物传感器、纳米技术、探针技术和芯片实验室技术的发展，显著促进了细胞尤其是血...
石墨烯及其衍生物因生物相容性好、成本低且易于调控，在电化学分析中具有广泛应用前景。本文报道了一种基于还原氧化石墨烯（RGO）的酶促电化学生物传感器，用于检测新兴污染物（CECs）。RGO由实验室湿化学自上而下法合成的氧化石墨烯（GO）经电化学还原获得，并通过TEM、XPS、AFM、循环伏安和电化学阻抗谱确认GO/RGO的存在及其在传...
近年来，二维材料中的极化激元因其强光场限制、可通过栅压调节载流子浓度以及低损耗吸收带来长极化激元寿命等特性，受到广泛关注并取得显著进展。石墨烯及相关二维材料还具有生物相容性好、无标记检测、可通过分子振动指纹实现生物分子化学识别等优势，可作为未来极化激元生物传感器的理想平台。基于二维材料极化激元的极端空间光场限制有望支持阿托摩尔浓度甚...
电化学生物传感器研究是生物传感跨学科领域的重要组成部分。为可靠、灵敏、选择性地检测环境与医学关键生物标志物，研究者日益需要利用微纳尺度材料。多种纳米材料具有独特性质，可提升传感器性能；近年研究常将不同材料组合于同一传感平台，以实现更高灵敏度。作者指出，该领域仍存在报告不足的问题：许多论文仅通过混合多种材料报道性能提升，却很少讨论每种...
石墨烯基材料（如氧化石墨烯，GO）因高信号输出和潜在工业增长而在生物传感领域受到关注。石墨烯具有优异的导电性、机械韧性、弹性以及对化学分子的高反应性，是理想的生物传感换能材料。其表面固有的或诱导产生的褶皱（ripples）是另一重要结构变量，若合理利用可显著提升传感性能。本文综述石墨烯用于生物传感的当前研究进展，重点讨论可穿戴石墨烯...
本研究开发了一种基于特异性适配体的表面等离子共振（SPR）生物传感器，用于农食品样品中卡那霉素残留检测。该传感器为不可逆、连续流动适配体传感器，通过适配体与抗生素的特异性相互作用引起敏感微区折射指数变化，SPR 信号变化与卡那霉素浓度成正比。利用石墨烯 π 电子体系对分子的高效结合，比较了化学气相沉积（CVD）石墨烯单层与还原氧化石...
本文提出一种基于石墨烯的多层（BK7/Au/PtSe2/Graphene）涂层表面等离子共振（SPR）生物传感器，用于新型冠状病毒（SARS-CoV-2/COVID-19）的快速检测。该传感器基于全内反射（TIR）原理建模，可实时监测传感区配体—分析物结合引起的折射率变化，并进一步影响多层界面的表面等离激元极化激元（SPP）激发。作...