甲状腺素（T4）是调节代谢、心血管和神经发育的关键激素，但临床定量仍依赖集中式免疫分析，限制快速或即时检测。本文报道一种基于硅纳米线场效应晶体管（SiNW-FET）的无标记生物传感平台，通过 3-三乙氧基硅基丙基琥珀酸酐（TESPSA）介导的硅烷化方法，将 T4 选择性 DNA 适配体定向固定于器件表面，实现简化的两步修饰。该传感器...
糖化血红蛋白A1c（HbA1c）是新兴糖尿病诊断指标和动态变化指标，不仅能反映一段时间内平均血糖水平，还能较好预测相关微血管并发症发生风险。开发可动态表征HbA1c的检测方法具有重要意义。本研究采用自上而下溅射技术批量制备硅纳米线（SiNW）器件，并在SiNW场效应管生物传感器检测系统中安装微透析器，用于在实验兔中定量、动态检测Hb...
本文提出一种基于硅纳米线生物传感器的电位法，用于生物过程中谷氨酰胺浓度的实时监测。该方法仅采用一步水解反应，相比文献中常用的两步反应更为简便。硅纳米线场效应晶体管（SiNW FET）表面的 Al2O3 传感层对溶液 pH 具有近能斯特响应，典型灵敏度为 58.4 mV/pH，接近室温能斯特极限 59.1 mV/pH。谷氨酰胺在谷氨酰...
稳定参考电极对离子敏感场效应晶体管（ISFFET）在生物/化学传感中的性能至关重要。面向微流控芯片和即时检测应用，参考电极的微型化与片上集成存在迫切需求，但现有片上电极常受分析物组成影响并出现电位漂移。本文报道了一种基于聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸)（PEDOT:PSS）涂覆氧化石墨烯（GO）的微尺度固态准参考电极（p...
结核病由空气传播的结核分枝杆菌（MTB）感染引起，严重威胁人类健康。现有 MTB 检测方法难以同时满足快速、灵活和便携要求。本研究开发了一种多通道微流控芯片，并将其与超灵敏硅纳米线场效应晶体管（SiNW-FET）生物传感器封装集成。通过流体系统模拟与优化，确定最佳检测条件为流速 0.3 mL/min、流向垂直于硅纳米线。系统结合单向...
硅纳米线场效应晶体管（SiNW-FET）因优异电子特性，被研究为检测生物分子、金属离子、气体分子及作为生物系统界面的超高灵敏传感器。自下而上方法可合成数纳米至数百纳米直径的硅纳米线（SiNW），但大规模可重复制造临床生物传感器件仍具技术挑战。自上而下方法利用先进光刻与纳米制造，从绝缘体上硅（SOI）晶圆受控刻蚀出数十纳米直径 SiN...
硅纳米线场效应晶体管（SiNWFET）在高离子强度条件下检测低浓度蛋白质时，常因德拜屏蔽效应导致信号减弱，限制其诊断应用。本研究首次将适配体信号放大器整合到以抗原结合片段（Fab）为识别受体的 SiNWFET 免疫传感器中，以提高检测限。作者分别在经 3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）/戊二醛（GA）或聚乙二醇（PEG）混合自组...
本研究开发了一种超灵敏电学器件——硅纳米线场效应晶体管（SiNW-FET），用于检测肥胖诱导心肌损伤中的心肌肌钙蛋白I（cTnI）。该生物传感器采用与金属-氧化物-半导体（MOS）工艺兼容的自上而下微纳加工方法制备。器件制备完成后，硅纳米线表面通过共价固定cTnI单克隆抗体（Mab-cTnI）进行修饰，以特异性捕获cTnI抗原。研究...
随着工业对铀需求增加，职业暴露和公众健康风险受关注。铀摄入可致肾、肺、神经、骨骼和肝损伤；吸收的铀经肾滤过并随尿排出，因此尿液中铀检测是暴露和体内负荷评估的主要指标。生物样品中铀浓度极低、基质复杂且样本差异大，直接测定困难。本文报道了一种基于铀酰结合适配体修饰的硅纳米线场效应晶体管（SiNW-FET）生物传感器，可在未经处理、未稀释...
阿尔茨海默病（AD）的早期诊断需要高灵敏、直接的肽类生物标志物检测方法。本文报道了一种无标记检测淀粉样β（Aβ）肽的生物传感器方法，将高选择性适配体固定在所制备传感器的二氧化硅（SiO2）表面。作者专门设计并合成了一种修饰单链DNA（ssDNA）适配体，用于识别目标Aβ-40序列。电解质-绝缘体-半导体（EIS）结构以及覆盖薄SiO...
毒理学研究与床边医学监测通常要求超灵敏且无创，但现有生物标志物分析多为离线检测，难以捕捉低丰度标志物。本文报道一种名为 dLABer 的活体呼气生物标志物检测系统，将活体大鼠、呼气采样、微流控输送和生物传感器集成，用于自动追踪呼气携带的生物标志物。实验表明，dLABer 可在线、选择性检测并区分不同环境颗粒物（PM）注射大鼠呼出的炎...
分子通信是一种受生物启发的通信方式，通过分子在纳米尺度设备间交换来传递信息。尽管分子通信已从多个角度被研究，但收发单元物理设计带来的限制在文献中常被忽视。本文针对配备硅纳米线（SiNW）场效应晶体管（FET）型接收机的无记忆分子通信信道，推导信道容量及达到容量的输入分布的解析闭式表达式。该接收机基于纳米生物电子生物FET（bioFE...
生物标志物监测对疾病的早期发现、快速干预和降低发病率至关重要。本研究报道了多晶硅纳米线场效应晶体管（pSNWFETs）的制备，并将其用作生物标志物检测的生物传感器件。文中给出了基于 pSNWFET 进行化学与生物分子传感的实验方案。pSNWFET 的源/漏通道电导对硅纳米线（SNW）表面环境变化敏感，因此通过在 SNW 表面固定生物...
本文报道了一种基于硅纳米线场效应晶体管（SiNW FET）的术中生物传感平台，可在1小时内定量检测单个淋巴结中低至1个的播散肿瘤细胞（DTC）。该平台还成功用于结直肠癌患者外周血中循环肿瘤细胞（CTC）的检测。淋巴结DTC和外周血CTC的存在与患者不良预后密切相关。与当前基于组织切片病理检查的标准方法以及新兴分子检测金标准相比，Si...
微小RNA（miRNAs）因表达水平与多种人类癌症相关，被视为早期癌症诊断和预后的有前景生物标志物。然而，开发低成本 miRNA 传感器并保持高灵敏度是纳米生物传感器制备及未来生物医学应用中的关键挑战。为此，作者开发了一种互补金属氧化物半导体（CMOS）兼容的硅纳米线场效应晶体管（SiNW-FET）生物传感器，采用具有自限制性的各向...
本文首次将滚环扩增（RCA）应用于硅纳米线场效应晶体管（SiNW-FET），提出一种快速、无标记且高特异性的DNA检测方法。作者采用与CMOS兼容的各向异性自停止刻蚀工艺制备高响应SiNW阵列，避免混合工艺。探针DNA固定于SiNW表面后，与完全匹配的靶DNA及RCA引物进行夹心杂交；RCA引物进一步与RCA模板杂交，经DNA连接酶...
硅纳米线场效应晶体管（SiNW-FETs）因具有超灵敏、高选择性、无标记和实时检测能力，已成为一类强效纳米电子生物传感器。本文提出一种基于互补金属氧化物半导体（CMOS）兼容 SiNW-FET 传感器检测 DNA 的实验方案与技术指南。作者采用各向异性自停止湿法刻蚀技术制备了高表面体积比、尺寸可控的硅纳米线，并将特异性识别目标 DN...
在硅纳米线场效应晶体管（SiNW-FET）生物传感器应用中，传统全区域修饰（AAM）使受体不仅覆盖纳米线微小表面，也覆盖周围较大基底，导致目标分子被非传感区捕获，降低检测灵敏度。本研究采用自下而上策略，在光刻器件制备前用3-氨基丙基三甲氧基硅烷（APTMS）修饰SiNW，使APTMS在光刻胶涂覆、有机溶剂清洗和热退火等严苛工艺中保留...
本研究将可重复使用的硅纳米线场效应晶体管（SiNW-FET）作为生物传感器，用于在极稀溶液中超灵敏检测H5N2禽流感病毒（AIV）。通过二硫键连接实现SiNW-FET表面的可逆功能化：首先将3-巯基丙基三甲氧基硅烷（MPTMS）修饰到SiNW-FET表面形成MPTMS/SiNW-FET，并用二硫苏糖醇（DTT）洗涤以还原MPTMS巯...
本文提出一种面向生物传感器环境的模拟方法，利用成熟的半导体三维TCAD仿真工具，将半导体区域与电解质区域统一处理。该方法把电解质溶液等效为本征半导体材料，以空穴和电子分别代表溶液中的移动离子，从而无需在半导体/电解质界面引入额外边界参数，即可直接模拟SiNW生物传感器中由靶标电荷引起的直流场效应。作者采用更真实的靶标电荷模型，将结合...