Ultrasensitive biosensing platform for
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...
Label-free electrochemical cancer cell detection leveraging hemoglobin-encapsulated silver nanoclusters and Cu-MOF nanohybrids on a graphene-assisted dual-modal probe.
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...
A Facile Graphene Conductive Polymer Paper Based Biosensor for Dopamine, TNF-α, and IL-6 Detection.
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...
Biosensor nanoarchitectonics of Cu-Fe-nanoparticles/Zeolite-A/Graphene nanocomposite for enhanced electrooxidation and dopamine detection.
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、...
Highly sensitive label-free biosensor: graphene/CaF
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...
CNT and Graphene-Based Transistor Biosensors for Cancer Detection: A Review.
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...
Ultrasensitive Surface Plasmon Resonance Sensor with a Feature of Dynamically Tunable Sensitivity and High Figure of Merit for Cancer Detection.
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...
Improved Differential Evolution Algorithm for Sensitivity Enhancement of Surface Plasmon Resonance Biosensor Based on Two-Dimensional Material for Detection of Waterborne Bacteria.
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...
Detection of Virus SARS-CoV-2 Using a Surface Plasmon Resonance Device Based on BiFeO
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...
A Sensitive Biosensor Based on Plasmonic-Graphene Configuration for Detection of COVID-19 Virus.
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...
Graphene-Based Metamaterial Sensor for Pesticide Trace Detection.
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...
Recent Advances in Aptamer-Based Sensors for Sensitive Detection of Neurotransmitters.
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...
Development of Two-Dimensional Functional Nanomaterials for Biosensor Applications: Opportunities, Challenges, and Future Prospects.
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...
Carbon-based biosensors: Next-generation diagnostic tool for target-specific detection of SARS-CoV-2 (COVID-19).
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...
A performance comparison of heterostructure surface plasmon resonance biosensor for the diagnosis of novel coronavirus SARS-CoV-2.
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...
Use of Graphene and Its Derivatives for the Detection of Dengue Virus.
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...
Smart Graphene-Based Electrochemical Nanobiosensor for Clinical Diagnosis: Review.
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...
Using Nanomaterials as Excellent Immobilisation Layer for Biosensor Design.
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...
The Emergence of Carbon Nanomaterials as Effective Nano-Avenues to Fight against COVID-19.
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...
Low-dimensionality carbon-based biosensors: the new era of emerging technologies in bioanalytical chemistry.
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...