电化学生物传感器已成为生物分子灵敏、快速、特异性检测的重要器件，广泛应用于临床诊断、环境监测和食品加工。碳基材料（如石墨烯、碳纳米管和碳纳米纤维）具有优异的电导率、高比表面积、大孔径和良好生物相容性，可作为理想电催化剂；金属/金属氧化物纳米粒子（M/MONPs）具有协同、电子和光学特性，可影响信号转导、选择性与灵敏度。本综述系统梳理...
2019冠状病毒病疫情凸显了快速、准确检测SARS-CoV-2的迫切需求。本研究开发了一种基于电解质栅氧化铟镓锌（IGZO）薄膜晶体管（EGTFT）的SARS-CoV-2 DNA生物传感器。通过氧等离子体活化、3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）自组装单分子层修饰以及探针DNA共价固定等顺序表面化学修饰，在IGZO沟道表面构建选择...
石墨烯因其优异的物理性质而成为有前景的生物传感器材料。基于场效应晶体管（FET）的生物传感器可借助石墨烯的高载流子迁移率实现高灵敏度检测，但石墨烯-FET生物传感器尚未广泛实用化。本综述聚焦石墨烯-FET生物传感器，讨论其优势、开发挑战及解决方案。德拜屏蔽会使检测目标的表面电荷被溶液离子屏蔽而难以检测，可通过小分子受体及其结合后构象...
激光诱导石墨烯（LIG）近年来因制备简便、电化学性能良好，被视为电分析传感器潜在换能材料。本文指出，未修饰且未处理的 LIG 电极在部分电分析应用中货架寿命有限，可能源于储存环境中痕量烃类在 LIG 表面的吸附；由于 LIG 比表面积巨大，电极响应并非暴露于环境后立即改变，而是在数天至数周内逐渐变化。文献中较少系统讨论 LIG 电极...
硅纳米线（SiNWs）是一类一维半导体纳米材料，在生物医学传感领域具有良好应用前景。其优异的电子特性可提高生物传感器检测灵敏度。将 SiNWs 与场效应晶体管（FETs）结合，可形成兼具高灵敏度、目标选择性、实时性和无标记检测能力的特殊生物传感器。近年来，SiNW-FETs 在生物医学检测中受到广泛关注。本文系统评述了 SiNW-F...
本综述系统介绍了传感器基本机制及用于传感器应用的多种材料。电纺法可通过形成纤维状结构便捷地制备器件化传感材料，是制备传感器的重要方法。虽然可用于传感器的材料种类繁多，但关键在于在材料表面引入功能基团；后修饰处理可进一步提升传感材料的效率。文章还概述了用于化学传感器和生物传感器应用的多种电纺材料：化学传感器部分涉及丙酮、乙醇、氨、CO...
表面等离子共振（SPR）是一类表面敏感技术，可通过亲和配对实现多种分析物的痕量与超痕量检测。尽管SPR具有无标记、高灵敏和实时监测等优势，但仍存在稳定性差、非特异性吸附以及生物分子活性丧失等问题。本综述讨论了传感器表面修饰、配体固定技术以及用于信号放大的新型二维纳米材料、金纳米结构和磁性纳米颗粒的研究进展，并给出各设计策略的优缺点及...
基于金纳米技术的分子生物学应用对分子和细胞水平的诊断与治疗具有革命性影响。等离子体共振、生物化学与光电工程的结合提高了分子乃至原子水平检测的可能性，使医学研究具备细胞层面的应用潜力。许多研究团队正朝此方向努力。金纳米颗粒优异的解析特性不仅可作为新药研发中基因测序的有效药物筛选工具，也可作为检测血糖、抗原-抗体分析等生理功能的重要工具...
生物受体固定（生物功能化）是开发高灵敏度标签自由生物传感器时的关键瓶颈。传统方法虽有效但效率不足，常因功能化协议不佳和重复性差而限制性能。本文提出一种基于硅烷化学的 SiO2 光学传感换能器表面修饰协议，采用少见的 3-乙氧基二甲基硅基丙胺（APDMS）构建有序单层并降低非特异性污损。作者通过接触角、X 射线光电子能谱、椭偏仪和荧光...
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...
纤维素是人类历史上重要的天然高分子材料，现代因电子显微镜等精细结构表征技术的发展而重新受到关注。随着计算机化与智能技术需求增长，研究兴趣从传统书写纸张转向传感器、芯片、主板和高安全纸张等特种纸张，其中纸基生物传感器因高选择性、结构简单、成本低和响应快而备受关注。本文综述纤维素及其衍生物作为生物分子固定化载体的新趋势，重点讨论纤维素基...
碳基量子点（CDs）主要包括碳量子点（CQDs）和石墨烯量子点（GQDs），具有优异的光致发光（PL）性能、低毒性、良好生物相容性和易功能化等特性，是生物医学科学与工程中极具前景的候选材料。本文综述了为获得最佳性能而对这类零维纳米材料进行表面修饰的研究进展，重点面向生物成像、药物与基因递送、癌症治疗和生物传感器应用。文章系统介绍了碳...
电化学阻抗谱（EIS）是一种可广泛实施的电化学检测技术，可应用于疾病诊断、环境监测等多个领域。作为生物传感工具，EIS能够在即时检测（POC）和连续监测中检测多种靶标分析物。由于不同靶标与分子识别元件（MRE）组合会产生特征频率响应，EIS特别适合多标志物检测。近年来，EIS生物传感器在医疗诊断与预后方面展现出良好前景，可提供低成本...
近年来，二维过渡金属二硫化物（2D TMDCs）在众多领域受到关注。2D TMDCs 独特且多样的电子结构和超薄片层结构，使其有机会超越石墨烯等其他二维纳米材料，并拓展无机二维纳米材料在多个领域的应用。为了更好地理解 2D TMDCs，需要了解其合成与修饰方法，以及潜在应用和可能的生物毒性。本文综述了 2D TMDCs 的最新研究进...
本文是一篇关于重氮盐表面修饰及其在生物传感器中应用的综述。第一部分总结重氮盐表面接枝的基本原理与最新进展：芳基重氮盐在酸性水溶液或乙腈中可被电化学、光化学、自发反应或还原剂触发，经单电子还原生成芳基自由基，并与导电或非导电表面形成稳定共价键；文章讨论了重氮盐合成与稳定性、不同接枝方法、可修饰表面（玻璃碳、金属、半导体、碳纳米管、石墨...
MXene 是一类新型二维材料，2011 年由 Gogotsi 等首次发现。由于其化学组成多样、比表面积大、电子/机械/理化性能优异，MXene 在储能与转换、环境治理、催化和生物医学等领域受到广泛关注。尽管近年已取得诸多进展，但系统总结 MXene 表面修饰、生物医学应用及毒性的综述仍较缺乏。本文综述了 MXene 表面修饰策略及...
3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）是氮化硅（Si3N4）表面固定生物分子的常用方法，但 APTES 浓度和反应时间会显著影响修饰效率。本研究比较了 0.1%、0.5%、1%、2%、5% 和 10% APTES 在 15、30、60 和 120 min 反应时间下的表面修饰效果，以获得薄而稳定的 APTES 层。通过接触角、傅里叶...
在纳米尺度上对功能物质进行空间间隔和定位对其应用至关重要，尤其对于因聚集导致发射猝灭的荧光探针。本文提出一种基于纤维素纳米晶体（CNC）的 DNA 荧光探针分层间隔策略，用于离子检测。首先将富 T 序列 DNA 荧光探针通过羧基-氨基偶联反应定位在棒状 CNC 表面，利用 CNC 表面接枝位点之间的长距离实现一级间隔；随后在 CNC...
本文报道了通过两步法在固体界面构建刺激响应微凝胶/酶薄膜的电化学生物传感器。首先将温度与pH双响应微凝胶吸附到导电表面，随后负载胆碱氧化酶（ChO）。比较了含伯胺的聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-N-(3-氨基丙基)甲基丙烯酰胺)（P(NIPAM-co-APMA)）和含叔胺的聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-N-[3-(二甲氨基)丙基]甲...
在设计细菌生物传感器时，必须解决细菌识别特异性、生物分子受体固定以及传感器表面选择性等问题。本文旨在考察钛（Ti）、金（Au）和钌（Ru）金属表面经生物功能化后与大肠杆菌（Escherichia coli, E. coli）接触的反应。关注金属表面是因为其未来可用作高频生物传感器中的电极，例如谐振电路或传输线段。首先，不同金属表面分...