氧化石墨烯（GO）凭借优异化学可调性、水相可加工性和独特sp²-sp³杂化结构，已成为电化学生物传感的重要材料。本综述系统分析GO功能化工程策略，以实现高灵敏、高选择性检测多种生物分析物。作者将进展归纳为五类：（1）可控还原，精确调节导电性与表面缺陷；（2）共价功能化，通过酰胺键和亚胺交联实现生物识别元件稳定固定；（3）非共价修饰，...
新冠疫情凸显了对快速、简便、低成本病原体即时检测（POCT）方法的需求。水凝胶生物传感因可储存试剂和多重检测而受到关注。本研究对多种聚合物基底进行功能化，以确保甲基丙烯酰化改性明胶基水凝胶点作为生物传感器时具有良好粘附性。作者测试了不同水凝胶配方在 POCT 测试芯片中的适用性，发现经氨基化及后续甲基丙烯酰化的聚对苯二甲酸乙二醇酯（...
本文报道了适配体石墨烯纳米传感器表面功能化优化，用于未稀释生理介质中生物标志物检测。该传感器以石墨烯为导电沟道，将适配体与目标生物标志物的特异性结合转换为可测电信号，并在石墨烯表面构筑聚乙二醇（PEG）纳米层以降低基质分子非特异性吸附。作者系统研究了 PEG 与适配体的串联或并联连接方式、PEG 分子量、PEG 表面密度以及适配体表...
多重生物传感方法可同步检测多种生物分子，对解析生理过程相关机制、生命科学应用和医学检测具有重要意义。先进生物传感器，尤其是具备多重检测潜力的传感器，其发展高度依赖纳米技术进展，包括薄膜纳米涂层、微纳三维结构和用于信号生成的纳米标签。表面功能化是生物传感应用的关键过程，可实现生物探针或其他辅助捕获生物分子结构的固定。在该过程中，纳米材...
铁氧化物纳米颗粒（IONPs）因独特磁性、生物相容性和多功能性而在生物医学领域受到广泛关注。本综述系统总结了IONPs的合成方法、表面功能化策略及其多种生物医学应用。文中详细讨论了共沉淀、溶胶-凝胶、热分解、水热合成和声化学等化学/物理合成路线，并比较其优缺点；同时介绍配体交换、包覆和硅烷化等表面修饰方法，以提升IONPs在水相生物...
表面基生物传感器因能依据特征核酸序列监测人类病原体而备受关注。基因传感器依赖物理换能器表面的靶向基因/DNA探针杂交，具有高特异性和理化稳定性，但现有传感材料仍存在表面性质不足的问题，包括杂交密度低、探针取向不佳和生物污染。本文描述并比较两种通过热响应聚合物在玻璃基底上固定DNA探针的功能化方法，以制备性能改进的基因传感器。第一种方...
三维打印已发展为一种灵活、易用的快速原型制造技术，可为生物化学与生物技术领域提供多种打印方法和材料。本文综述了三维打印在生物催化与生物传感中的应用，重点介绍立体光刻（SLA）、数字光处理（DLP）、熔融沉积成型（FDM）、喷墨打印、粘结剂喷射（BJ）、气溶胶喷射打印（AJP）和直接墨水书写（DIW）等技术的材料、分辨率、优缺点及适用...
基于场效应晶体管（FET）的生物传感器可用于多种样品基质中痕量特异性生物分子的检测，在传染病与疫情监测中具有重要价值。其长期稳定性直接影响传感准确性与可靠性，器件降解可能降低灵敏度与选择性，甚至造成假阳性或假阴性。本文研究了缓冲溶液诱导的硅纳米带FET（NBFET）生物传感器降解行为。该NBFET采用CMOS兼容工艺制备，以局部氧化...
本文报道了一种基于微环谐振器（MRR）阵列的无标记光学传感系统，用于人血清白蛋白（HSA）检测。传感环表面经APTES硅烷化、EDC/NHS交联和PAMAM修饰后固定抗HSA抗体，使HSA特异性结合于微环倏逝场区域。当HSA结合时，局部折射率改变导致微环有效折射率变化，谐振波长发生漂移；系统通过波长询问实时监测相对漂移实现定量检测。...
光子生物传感器近年来取得重要进展，凭借光子共振可实现无标记检测，具有高灵敏度并有望用于即时检测。然而，生物界面及抗体等结合分子的高效、可靠固定仍是关键瓶颈，现有多种功能化方案导致性能差异较大。本文研究了一种基于聚多巴胺（PDA）的简单、稳健表面功能化协议，用于硅基光子生物传感器。该策略受贻贝在潮湿环境中利用多巴胺粘附多种表面的启发，...
由量子点或稀土离子掺杂的球形微球构成的活性回音壁模式谐振器具有高Q因子，是能够检测低浓度生物分子的生物传感器的理想候选。然而，要制备量子点掺杂微球，需要寻找新的低熔点玻璃，并且生物传感器开发需要表面功能化和抗体固定。本文展示了三种低熔点玻璃及其微球的成功功能化。玻璃由钠硼磷酸盐、钠铝磷酸盐和碲酸盐制成，然后使用(3-环氧丙氧基丙基)...
新冠疫情凸显了快速、高灵敏且选择性病毒检测方法的必要性。基于表面的DNA生物传感器因灵敏度高、成本低且可集成微流控系统而具有应用潜力，但其性能高度依赖于固相表面单链DNA探针的固定密度与杂交效率。本文提出一种以分支肽作为锚定单元和侧向间隔物的策略，用于在硼硅酸盐玻璃片上高密度固定DNA探针。首先通过等离子活化与硅烷化在玻璃表面引入炔...
光电子（EPh）电路是能在同一集成电路中同时控制光子与电子的新型系统，可用于开发多种创新传感器。本文报道了一种 CMOS 兼容的 EPh 电路用于生物素传感，其中硅基光源被单片集成在同一芯片中。该器件由集成光源、波导和 p–n 光电二极管组成，全部在同一芯片上制备。作者研究了波导表面的功能化，以将 EPh 系统生物素化，用于潜在生物...
近几十年来，即时检测（POC）传感器在多种靶标检测、疾病早期诊断与治疗中日益重要。多种纳米材料被用作智能生物传感器的构建模块，磁铁矿纳米颗粒（MNPs）是其中重要一类。MNPs具有大比表面积、化学稳定性好、易于功能化、高饱和磁化强度等本征性质，因而具有用于生物传感器的巨大潜力。此外，MNPs对外加磁场响应的独特特性使其可在流体介质中...
本研究通过燃烧法制备了三种不同尺寸的氧化锌四足纳米结构（ZnO-Ts，SH0、SH1、SH2），并采用动态光散射（DLS）、透射电子显微镜（TEM）、BET、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、紫外-可见光谱、荧光光谱、稳态光致发光（PL）和荧光显微镜对其理化性质进行表征，以评估其用于无标记生物传感的潜力。研究通过磷酰胺化学将5′-DM...
本文是《蛋白质-材料界面：基础与应用》第二卷研究专题的编辑评论。作者指出，科学家在界面处工作并调控界面性质，可为多个领域带来新可能。该专题收录五篇文章，围绕蛋白质与表面的相互作用及其有意应用展开，探讨如何通过蛋白质吸附、自组装和表面功能化改变材料性质并引入新功能。内容涉及用于化妆品和医疗应用的天然递送系统、面向生物医学、生物传感和食...
表面功能化与生物识别元件固定是构建高灵敏、高选择性生物传感器的核心步骤。3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）因其双官能团、成本低和与氧化物表面羟基形成共价键的能力，被广泛用于表面硅烷化。获得稳定、致密且厚度可控的 APTES 单分子层，对避免多层聚合物脱落、保持抗体活性、降低非特异结合以及提高检测重复性和灵敏度尤为关键。本文系统综...
过渡金属二硫化物（TMDCs）因优异物理化学性质被广泛用于生物传感。生物传感器当前最大挑战是提高灵敏度与稳定性。多种材料可用于增强目标信号，其中TMDCs凭借金属/半导体电学特性、可调带隙、大比表面积等，在增强传感信号方面表现突出。本文综述TMDCs基生物传感器的不同功能化方法与研究进展。用于生物传感器制备的TMDCs修饰方法主要包...
无标记直接光学生物传感器（如表面等离子共振，SPR）已成为中心实验室生化分析的金标准。基于光子集成电路（PIC）的生物传感器采用相同的物理传感机制，即倏逝场传感，有望在医疗尤其是即时诊断中发挥重要作用，但需克服从研究实验室向工业应用转化的挑战。当前研究正处于关键节点，为健康与环境领域的现场分析带来机遇。本文简要介绍 SPR 与 PI...
本研究讨论基于碳化硅（SiC）衬底石墨烯膜的生物传感器芯片在构建流感病毒检测生物传感器主要阶段中电导率、低频噪声和表面形貌变化的机制。石墨烯表面经4-硝基苯重氮四氟硼酸盐（4NDT）共价沉积并循环伏安还原形成苯胺基团，使石墨烯缺陷度与电导增加，并形成尺寸可达500 nm的六角蜂窝状缺陷；缺陷浓度受石墨烯中双层或多层夹杂比例影响。所制...