本文针对影响硅纳米线（SiNW）生物传感器性能的关键因素，即器件结构、功能界面和检测靶标，进行了系统分析与优化设计，以提升其灵敏度。为阐明传感器结构对灵敏度的影响，作者提出了一个简单理论模型，用于预测不同 SiNW 类型、宽度和掺杂浓度下生物传感器的灵敏度。基于该理论分析，设计并制备了一种集成优化关键因素的 SiNW 生物传感器：采...
硅纳米线（SiNW）与互补金属氧化物半导体（CMOS）集成可推进芯片实验室（LOC）技术，实现读出电路集成、选择性检测和多路检测。本文提出一种可扩展像素型生物传感器，利用全耗尽绝缘体上硅（FDSOI）技术将 SiNW 与 CMOS 单片集成，并采用 CMOS 兼容侧壁转移光刻（STL）进行晶圆级制造。每个 60 nm 宽 SiNW ...
微小RNA（miRNA）在疾病诊断与预后中具有重要价值。由于响应快速、灵敏度高，硅纳米线（SiNW）生物传感器被视为 miRNA 检测的潜在工具。本文介绍一种基于多晶硅纳米线（poly-SiNW）生物传感器直接检测 miRNA 的方法。该传感器以 ssDNA 为识别探针，无需荧光、酶或纳米标记物，通过测量源漏间电流-电压曲线并计算电...
登革病毒（DENV）是全球严重的虫媒病毒病，现有基于IgM/IgG抗体的ELISA等检测通常需发病5天后才能检出，难以实现早期诊断。本文报道一种基于氧（O2）等离子体处理硅纳米线（SiNW）的电学生物传感器，用于检测DENV相关DNA。器件采用标准CMOS兼容工艺制备，通过SiNW表面修饰、探针DNA固定和靶DNA杂交三步实现功能化...
本文报道了一种具有新型分子门控的硅纳米线生物传感器，用于检测与登革病毒（DENV）相关的脱氧核糖核酸（DNA）。硅纳米线采用自上而下纳米光刻方法制备，通过电子束光刻（EBL）、等离子体干法刻蚀和尺寸缩减工艺对绝缘体上硅（SOI）层进行纳米结构化。所制备硅纳米线表面经三步功能化：表面修饰、DNA固定和杂交，形成分子门控，实现对27碱基...
甲胎蛋白（AFP）是一种肿瘤相关胎儿蛋白，可在成人肿瘤细胞中大量表达，是重要的临床肿瘤标志物。硅纳米线（SiNW）生物传感器因具有超高灵敏度、实时响应和无标记检测能力，已成为蛋白生物标志物检测的有力工具。本研究采用自上而下方法制备了基于 SiNW 的场效应晶体管（FET）生物传感器。首先将抗 AFP 抗体共价固定于 SiNW-FET...
本研究报道了一种由硅纳米线（SiNW）与放大用MOSFET单片集成的混合生物传感器，用于提高场效应晶体管（FET）生物传感器的电流响应。该器件采用常规CMOS工艺制备，具有高密度集成和低噪声性能的潜力。在pH检测中，混合生物传感器的电流响应达到5.74 decades per pH，比单一SiNW传感器高2.5×10^5倍。在带电聚...
本研究报道了一种基于液体栅极控制的硅纳米线生物传感器，用于检测特定单链DNA（ssDNA）分子。器件采用常规光刻结合电感耦合等离子体干法刻蚀工艺制备。在引入DNA前，通过pH 2至14的系列稀释验证了器件对pH的线性响应。随后对传感器表面进行硅烷化，并使用(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷（APTES）直接氨基化，构建用于生物功能化的分子...
雌激素受体（ER）存在大量不同序列模式的结合位点，需要高灵敏方法区分ER–DNA结合亲和力的细微差异。本文报道了一种自组装单分子层（SAM）辅助的硅纳米线（SiNW）生物传感器，用于特异、高灵敏地检测蛋白–DNA相互作用，尤其适用于乳腺癌细胞核提取物。研究以雌激素反应元件（ERE，双链DNA）与雌激素受体α（ERα）结合为模型。Si...
microRNA（miRNA）是一类广泛存在于动植物基因组中的18–24 nt非编码RNA，参与基因表达调控，其表达谱可作为疾病分子诊断和药物发现的重要依据。因此，高灵敏、高选择性地检测miRNA对于理解其功能具有重要意义。现有miRNA检测方法大多依赖靶miRNA与互补探针的杂交，并常通过引入纳米材料、酶或荧光标记来增强信号，但这...
本文实现了一种1.8 mW、18.5 mm2的64通道电流读出专用集成电路（ASIC），采用0.18 µm CMOS工艺，并针对硅纳米线（SiNW）生物传感器阵列提出新的校准方案。该ASIC包含64个专用读出与调理电路通道，采用相关双采样（CDS）结构，用于降低模拟前端的1/f噪声和偏移影响。ASIC提供10位数字输出，采样率为30...
为深入理解雌激素受体（ER）在基因表达调控中的作用，必须表征雌激素受体与雌激素反应元件（ERE）之间的相互作用。本文报道了一种高灵敏、可重复使用的硅纳米线（SiNW）生物传感器，用于研究人 ERα 和 ERβ 亚型蛋白与双链 ERE 的相互作用。ER 蛋白通过硅烷化学共价固定于 n 型 SiNW 表面，随后将野生型、突变型和乱序型 ...
本文研究了 Morpholino 功能化硅纳米线（SiNW）作为新型基因芯片平台，用于 DNA 的序列特异性无标记检测。作者通过 X 射线光电子能谱（XPS）和荧光显微镜表征了硅表面 Morpholino 的共价接枝及其后续 Morpholino–DNA 杂交过程。结果表明，Morpholino 修饰表面具有对 DNA 的高识别特异...