本文报道利用改性纳米金刚石调控聚合物表面润湿性与生物污损，并以光学氧传感器为例构建原位生物传感器。通过改变纳米金刚石的表面修饰类型和用量，同一含氟聚合物表面既可表现出杀菌/抗污损性质，也可表现出对生物材料的良好粘附。作者通过优化改性纳米金刚石的热锚定条件，实现了对表面润湿和生物污损性质的精确控制。体外与体内实验表明，固定氨基官能团会...
本文是《Scientific Reports》原论文的出版更正，更正内容为图4图例误用了图5图例。原论文报道了一种无标记光纤球尖生物传感器，用于皮摩尔水平检测 CD44 蛋白。该传感器以光纤球尖作为光学换能端，表面依次使用 3-氨基丙基三甲氧基硅烷（APTMS）、11-巯基十一烷酸（MUA）以及 EDC/NHS 进行化学修饰，以构建...
本文报道了一种用于捕获髓系细胞触发受体2（TREM2）的有效表面固定方案。TREM2 在脑脊液中的升高与阿尔茨海默病相关，可作为疾病早期指示物。作者基于该表面功能化策略，设计、制备并评估了一种基于等离子体干涉仪的生化传感平台，能够检测溶液中生理浓度的 TREM2。该方案采用 RCA1 清洁、APTES 氨基化、sulfo-NHS-b...
本综述总结了近五年多孔硅（PSi）光学生物传感器的重要进展。多孔硅具有低成本电化学刻蚀制备工艺、高比表面积、可调控孔径以及优异光子学特性，因而成为生物传感中极具吸引力的换能基底，并已在多个研究领域得到应用。文章依据固定在换能材料表面的生物识别元件类型，将不同光学PSi生物传感器分为四类，并重点讨论了光致发光（PL）信号调制和多孔基质...
本综述系统总结了基于纳米结构表面等离子体共振（SPR）的化学传感器与生物传感器在功能化方面的研究进展。文章首先介绍等离子体纳米结构的光学传感原理，重点讨论金、银等贵金属纳米颗粒（纳米球、纳米立方、三角片等）的局域表面等离子体共振（LSPR）特性及其对尺寸、形状、组成和周围介电环境的敏感性。随后按功能化配体类型分为氨基酸与蛋白质、寡核...
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...
生物传感研究的新趋势促使科学家开发更小、便携且无标记的生物分析器件。随着微纳加工技术和表面功能化技术的发展，悬臂梁器件作为高灵敏度场级检测的重要领域，其性能显著提升。悬臂梁已从微米级缩小到纳米级，表现出极高灵敏度，并因尺度效应出现一些异常性质。本综述系统讨论了悬臂梁工作的基本原理、检测方法和基于悬臂梁传感平台的过去、现在及未来研究路...
碳微/纳电极由碳微机电系统（carbon MEMS）制备，已越来越多用于生物传感器和超级电容器。为生物功能化或改善电化学性能，常需在其表面引入含氧官能团，但传统表面处理方法难以在不使用复杂光刻掩模的情况下选择性修饰局部区域。本文报道微等离子体直接写作，一种简单、低成本、低功率的常压微等离子体图案化技术，用于在碳MEMS电极表面位点选...
尽管第一篇报道多孔硅（PSi）生物传感器的文献已发表二十余年，该技术仍受到全球众多研究团队关注。本文是一篇简短综述，基于近年结果与已发表文献，系统梳理多孔硅光学生物传感器的优势与局限，旨在为博士生和青年研究者提供直接入门介绍。该主题高度跨学科，涉及材料科学、物理、光学、表面化学、医疗健康与环境监测等多个领域。多孔硅光学生物传感器的制...
含胺基团功能化的纳米晶金刚石（NCD）层因可作为生物相容基底用于生物分子和细胞附着，在生物传感器和组织工程应用中受到关注。本文制备了纳米多孔金刚石层，其表面分别经氢等离子体、氧等离子体处理，并沉积约7 nm的含胺等离子体聚合物（PP）涂层。在此基础上表征了牛血清白蛋白（BSA）分子的固定化行为。掠角反射红外光谱（GAR-FTIR）和...
生物传感技术是近几十年快速发展的领域，其中基于折射率传感方案的光学生物传感器发展尤为迅速。本综述重点回顾近二十年来基于折射率传感的导波光学生物传感器进展。文章首先简要讨论无标记折射率生物传感器的基本原理，随后综述传感器设计进展，特别是换能器构型与传感器件集成，强调提升该技术所面临的挑战与努力。文中还介绍多种表面功能化策略，用于构建定...
本研究开发了一种基于电双层（EDL）门控场效应晶体管（FET）的微小RNA（miRNA）生物传感器，以提高检测灵敏度与稳定性。作者系统研究了导致电信号波动并影响传感器性能的因素。首先，通过原子力显微镜比较不同沉积工艺制备的金电极表面形貌，发现较低表面粗糙度可改善电流稳定性；溅射与电子束蒸发金电极的信号波动最低。其次，实验证明样品溶液...
本文针对生物传感中捕获探针高效固定问题，提出多种基于光活化的表面功能化策略，用于将巯基化寡核苷酸和蛋白质探针共价固定到不同材料与工作格式。其中一种策略利用环氧表面，在光照下由探针中的巯基引发环氧开环；主要策略为硫醇-烯光偶联，分别考察烯基化与巯基化表面固定巯基或烯基末端探针，并比较单点与多点固定效果。研究还分析炔基化表面以及表面疏水...
纳米技术因在生物医学、电子、环境和工业领域的潜力而受到关注。纳米颗粒具有独特的光学、电学、催化和热学性质，其中磁性纳米颗粒（MNPs）因超顺磁性、大比表面积和生物相容性而尤为重要。本文综述了 MNPs 的合成与表面功能化方法，并将其与环境科学应用相联系：一方面作为吸附剂或催化剂从水、土壤等环境基质中去除污染物，表现出反应活性强、去除...
蛋白质在生物传感器中提供催化活性与分子识别特异性，但其固定化过程往往复杂，可能影响蛋白功能。蛋白与传感表面发生强相互作用或表面拥挤，会改变蛋白运动性和构象，导致活性下降。本文综述在固定化前分析蛋白表面理化特征如何帮助选择最佳固定化策略，从而在生物传感器表面保持蛋白功能。文章讨论蛋白表面疏水/电荷分布、软硬蛋白、二硫键、等电点、表面拓...
随着感染性疾病、代谢紊乱、癌症和环境污染物检测对快速、低成本、可重复、可靠且高灵敏方法的需求增加，传统方法因侵入性、耗时、昂贵和依赖专业仪器而受限。纳米材料作为信号换能器的生物传感器可克服这些缺点。碳纳米管（CNTs）因高机械强度、优良导电性、高效信号换能能力、高比表面积以及易于功能化以固定受体，在生物传感器中具有重要价值。CNTs...
随着预防性医疗的推广，传感器技术改进对降低全球医疗成本至关重要。即时检测(POC)诊断可缩短检测时间、减少人工，并因便携设计避免样本运输成本；无标记检测则提高了生物分子检测的通用性。本文报道一种基于阻抗的POC生物传感器，通过阻抗谱检测微加工芯片表面修饰的变化。研究采用金纳米颗粒(GNP)评估新芯片的传感能力，并利用阻抗测量监测传感...
石墨烯基纳米材料因其物理、光学和电化学性质所带来的优势，推动了当前多种超灵敏、高选择性生物传感器器件的发展。本综述阐述石墨烯的本征性质及其表面工程与生物传感应用中换能机制之间的关系，并介绍石墨烯基材料的实用合成技术与潜在性能。所述材料包括原始石墨烯以及功能化石墨烯，如氧化石墨烯（GO）、还原氧化石墨烯（RGO）和石墨烯量子点（GQD...
利用纳米结构在天然环境中稳健、灵敏、选择性地检测目标生物分子，对实时、准确、高通量生物传感很有前景。但当前生物传感器纳米技术需在特异性、集成、通量和复杂生物环境长期稳定性方面显著改进。在化学“嘈杂”的生物环境中，需要设计高灵敏纳米组分、高选择性生物识别配体，并实现当前器件尚未达到的无缝集成。本综述总结纳米工程化报告与换能组分在合成、...
生物传感在生物医学研究、临床诊断、环境监测和分析检测中应用广泛。三族氮化物（III–nitride）纳米材料因具有宽禁带、高化学/热稳定性、良好生物相容性、可调电学/光学/压电性质以及高载流子迁移率等特性，已成为新型生物传感换能材料。本文系统综述了 III–氮化物纳米材料用于生物传感的研究进展：首先介绍 GaN、AlN、InN 及其...