DNA 碱基测序对与人类基因相关疾病的诊断和治疗至关重要。本文采用基于紧束缚密度泛函理论（DFTB）的半经验方法，研究 DNA 碱基封装到手性碳纳米管（CNT）(7,6)、(8,6) 和 (10,8) 内部的电子响应。模拟表明，碱基进入 CNT 管腔后，范德华（vdW）相互作用、π 轨道相互作用、非键电子对以及高电负性原子的存在会改...
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...
登革病毒（DENV）及其主要蚊媒伊蚊已传播至除南极洲外的所有大陆，并在既往无病地区引起暴发和本地传播；基孔肯雅、寨卡等虫媒病毒的扩散也促使人们重新关注蚊媒中虫媒病毒的监测与建模。现有商业检测方法多用于人类 DENV 诊断，或成本高昂、操作复杂，难以用于可持续的媒介监测。本文报道一种新型电子纳米生物传感器，采用单壁碳纳米管（SWNT）...
纳米颗粒-碳纳米材料杂化结构因协同效应而受到关注，已被用于构建高灵敏、高选择性传感平台。本研究通过简单两步法合成双纳米颗粒修饰碳纳米管（bNP-CNTs），并将其用作生物传感平台。其中，金/氧化铁磁性纳米颗粒修饰碳纳米管（Au/MNP-CNT）用于构建流感病毒和诺如病毒 DNA 传感通道。首先，将 Au/MNP-CNT 在铂叉指电极...
本研究开发一种廉价、简单且灵敏的纸基生物传感器，用于前列腺癌早期筛查。以多壁碳纳米管（MWCNTs，直径约20 nm、长度约5 μm）和微孔滤纸（孔径0.45 μm）为基础，通过EDC/NHSS将前列腺特异性抗原（PSA）单克隆抗体共价偶联到经硝酸氧化羧基化的MWCNTs表面，并将活化MWCNTs沉积于滤纸上形成传感元件。PSA与固...
碳纤维微电极（CFME）已广泛应用于生物传感器与化学传感器领域。为提高CFME的电化学活性与灵敏度，作者制备并研究了碳纳米管（CNTs）修饰的碳纤维微电极（CNTs/CFME）。首先采用两步法制备接枝CNTs的碳纤维单丝（CNTs/CFs）：先进行无电镍镀，再通过化学气相沉积（CVD）在镍催化下生长多壁碳纳米管；随后选取单根CNTs...
当抗体（Ab）固定于碳纳米管（CNT）表面时，CNT 可成为检测相应抗原（Ag）的生物传感器，因为表面形成的 Ag-Ab 复合物会调制通过 CNT 的电流。作者合成了一种生物墨水，其中多壁 CNT 先与磁性纳米粒子（MNPs）功能化，再与抗 c-Myc 单克隆抗体功能化。该墨水通过移液器滴加到玻璃基底上，并在外部磁场作用下动态自组装...
本研究旨在评估并比较人牙周膜成纤维细胞（hPDLFs）和小鼠真皮成纤维细胞（mDFs）对三种纳米颗粒（NPs）——富勒烯（C60）、单壁碳纳米管（SWCNTs）和氧化铁（Fe3O4）——的时间与剂量依赖性细胞反应。作者采用体外毒性方法及基于阻抗的生物传感器系统进行检测。纳米颗粒经透射电镜、X射线衍射、BET比表面积、动态光散射、Ze...
二价汞离子（Hg2+）和甲基汞（CH3Hg+）均具有强毒性，且可通过食物链和口腔途径暴露于人体。本文报道了一种基于寡核苷酸功能化单壁碳纳米管（SWNT）的无标记化学电阻生物传感器，用于同时检测 Hg2+ 和 CH3Hg+。传感器以金指叉电极为基底，利用 APTES 辅助自组装形成致密 SWNT 网络，并通过 PBASE 连接分子共价...
本文报道了一种高效且生物相容的NADH再生体系，用于促进乙醇脱氢酶（ADH）催化的氧化反应。碳纳米材料（碳纳米管CNTs和石墨烯纳米片GNSs）在碳布电极上形成分级纳米结构，可增强酶固定和电子转移。基于ADH蛋白分子模拟分析，CNTs与GNSs酶催化电极上不同的电子转移效率会引起ADH周围电荷分布差异，进而影响其空间排列和三维构象。...
本文提出一种改进的廉价、无线、无电池生物传感器，用于食品质量的原位监测，并可远程操作。器件基于无源13.56 MHz射频识别（RFID）标签，将天线的一部分替换为由导电纳米填料/颗粒、结合剂和聚合物基质组成的传感元件。将新型RFID标签暴露于食品腐败标志物腐胺（putrescine），并用通用网络分析仪随时间监测其响应。研究比较了碳...
本文研究碳纳米管（CNT）基纳米传感器的自由振动与质量检测问题。由于碳纳米管力学性能具有尺寸效应，作者采用非局部梁模型描述携带集中纳米颗粒的纳米传感器弯曲振动，其中尺寸效应由非局部参数表征。针对悬臂式、简支式和双端夹持式纳米传感器，分别推导了纳米颗粒位于自由端或梁中部时的频率方程，并数值求解了三种边界条件下精确共振频率。进一步利用积...
本文首次将氮掺杂石墨烯/氮掺杂碳纳米管纳米复合材料（NGR-NCNTs）通过恒电位电沉积修饰到玻碳电极（GCE）表面，构建 ENGR-NCNTs/GCE 电化学传感器，用于同时灵敏测定咖啡因（CAF）和香兰素（VAN）。扫描电镜、透射电镜和能谱表征表明，NCNTs 均匀分散在 NGR 片层上，氮原子成功掺杂。循环伏安和方波伏安结果显...
本文报道了一种通过高电位循环伏安法对玻璃碳（GC）、碳纸（CP）和功能化碳纳米管（fCNT）进行电化学激活的方法。激活过程在碳表面引入氧化还原活性含氧官能团，尤其是醌/氢醌类基团，并增大电极活性表面积，从而显著增强对还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）氧化的电催化活性。更重要的是，激活后的碳电极对生物电化学活性偶氮染料具有更强吸附...
本文面向集成生物传感器与无线健康监测应用，提出并研究多壁碳纳米管（MWCNT）射频电感的设计、仿真与制备。传统金属螺旋电感在射频电路中应用广泛，但尺寸较大、电感值和品质因数受限，难以满足高性能无线系统对低功率、低相位噪声和宽带宽的要求。作者以硅、FR-4和陶瓷为基底，利用电子束光刻和化学气相沉积制备MWCNT螺旋电感，并结合量子力学...
本研究报道了一种基于电容型电解质–绝缘体–半导体（EIS）场效应结构的青霉素生物传感器。该器件以 p-Si–SiO2–Ta2O5 为敏感电容结构，并在 Ta2O5 表面通过逐层组装（LbL）技术构建聚酰胺胺（PAMAM）树枝状分子与羧基化单壁碳纳米管（SWNT）的多层膜，再吸附固定青霉素酶。原子力显微镜和场发射扫描电镜显示，SWNT...
碳纳米管在生物传感器和药物载体方面具有潜力，但其与蛋白质的结合行为需进一步研究。尽管已有大量工作表征功能化碳纳米管与不同蛋白的亲和性，本研究首次报道血红蛋白可与非功能化碳纳米管结合，并可通过拉曼光谱识别该结合。进一步发现，在特定激发和发射波长下，这种结合未改变碳纳米管的拉曼发光。上述发现的直接应用是将非功能化碳纳米管用作生物传感器，...