生物传感器在现代诊断中至关重要，简易便携系统可实现快速现场检测。本文提出一种基于直接成像的生物传感器，无需光谱仪即可从透射图像重构光谱位移。通过在介电超表面中引入连续几何梯度，器件在不同空间位置编码不同共振波长，从而利用单幅相机图像实现准连续光谱读出。该平台在300微米面积内实现高Q因子、0.1纳米光谱步长和约30纳米光谱窗口，无需...
乳腺癌基因合成序列的灵敏定量检测对相关生物传感研究至关重要。针对传统传感器检测超低浓度局限，本研究开发了一种新型光纤生物传感器，结合纳米材料敏化与纳米颗粒信号放大策略。制备了基于单模光纤–细芯光纤–多模光纤–单模光纤结构的光纤传感器，并用黑磷（BP）纳米界面进行功能化。通过盐老化法将巯基修饰互补DNA（cDNA）共价固定于金纳米颗粒...
本文通过量子模拟方法研究了缩小尺寸对新型无标记DNA传感器灵敏度的提升作用。该传感器基于亚10 nm介电调制过渡金属二硫化物场效应晶体管（DM-TMD FET），采用弹道输运条件下自洽求解量子输运方程与静电方程的计算方法。研究利用介电调制作为无标记生物传感机制，用于检测中性DNA分子，并系统分析了能带轮廓、电荷密度、电流谱、局域态密...
本研究通过多醇溶剂热法制备了四种锰基纳米颗粒（Mn-NPs），包括油胺包覆碳酸锰（MnCO3@OAm）、四乙二醇包覆碳酸锰（MnCO3@TEG）、裸碳酸锰（MnCO3）以及四乙二醇包覆二氧化锰/三氧化二锰（MnO2/Mn2O3@TEG），并将其用于构建电化学生物传感器。以一次性铅笔石墨电极（PGE）为工作电极，采用循环伏安法将 Mn...
太赫兹生物传感器因可用于高灵敏度痕量溶液检测而受到关注，但传统方法受太赫兹波空间分辨率限制以及极性溶剂（尤其水）强吸收制约，难以实现紧凑、快速、痕量测量。本文报道一种基于非线性光学晶体（NLOC）的紧凑型反射式太赫兹生物传感器，其表面制备少数不对称超原子阵列。飞秒激光聚焦于砷化镓（GaAs）基底时，通过光整流在约20 µm光斑处局部...
DNA 是遗传信息存储与传递的核心分子，其序列分析可用于遗传病诊断、基因表达监测和病原体检测。传统 PCR 和 NGS 存在流程复杂、成本高、需专业计算等局限，因此亟需无酶、无扩增的快速低成本 DNA 检测策略。本研究提出一种 DNA 功能化波导增强纳米等离子体光流生物传感器，将等离子体金纳米粒子（AuNPs）与玻璃平面波导（WG）...
本研究报道了一种基于多糖冷冻凝胶/聚吡咯修饰电极的电化学DNA生物传感器。首先以κ-卡拉胶(CG)和海藻酸钠(SA)为生物相容性多糖，采用环氧基交联剂GDE在-20 ℃冷冻凝胶化制备三维大孔冷冻凝胶；随后以冷冻凝胶为模板，在吡咯单体和FeCl3氧化剂作用下化学聚合聚吡咯(PPy)，获得导电冷冻凝胶。将3 µL CG-SA冷冻凝胶溶液...
硅纳米线场效应晶体管（SiNW-FET）生物传感器因超高灵敏度、高特异性、无标记和即时响应等优势，已被用于核酸、蛋白质等分子检测。然而，半导体器件中德拜屏蔽效应会显著降低检测灵敏度。本文研究了一种三维堆叠硅纳米片场效应晶体管（3D-SiNS-FET）生物传感器，用于核酸的高灵敏检测。基于主流全环绕栅（GAA）开窗工艺，设计并制备了腔...
生物传感器研究持续推进现代医学发展。传统纳米制造方法长期支撑生物传感器研究，但近年纳米制造领域逐渐转向激光技术。本文首次采用环境友好的液体中激光烧蚀合成（LASiS）和受限大气脉冲激光沉积（CAP）技术，报道了一种金基生物传感器，其检出限为 3.18 µM。该传感器能够检测与 c-Myc 基因最长未配对序列相对应的 DNA 片段，表...
本文报道了一种基于酚-硫酸糖反应的比色DNA生物传感器，用于检测特定DNA、RNA靶标及DNA嵌入剂。该传感器以96孔聚苯乙烯微孔板为平台，经KOH活化、APTES硅烷化引入氨基，并用戊二醛交联固定未修饰单链DNA捕获探针，再以乙醇胺封闭非特异位点。样品中的靶DNA或RNA与捕获探针杂交后，加入酚和浓硫酸，使核酸糖骨架在室温下发生脱...
现有DNA检测技术常在简便性、速度、准确性和成本之间妥协。本文提出一种基于丝网印刷碳电极（SPCE）修饰还原氧化石墨烯（RGO）和金纳米颗粒（AuNPs）的简单、无标记、低成本DNA检测平台。制备采用两步电化学方法：先在SPCE上电还原氧化石墨烯（GO），再电化学还原HAuCl4以形成AuNPs并促进后接枝。最终传感器通过单链DNA...
本文构建了一种基于分支金红石/锐钛矿二氧化钛（RA-TiO2）电极的光电化学（PEC）DNA检测平台。理论计算表明，金红石与锐钛矿之间的II型能带排列有利于电极内电荷分离，两相界面自生电场可增强电子转移效率。羧基化CdTe量子点（QDs）作为信号放大因子：无目标DNA时，CdTe QDs通过发夹探针DNA铆接在电极表面，其敏化作用显...
本研究利用石墨化纳米洋葱/二硫化钼（MoS2）纳米片复合平台，开发了一种可检测人乳头瘤病毒（HPV）-16 和 HPV-18 的电化学 DNA 传感器，用于宫颈癌早期诊断。通过功能化纳米洋葱表面的酰基键与功能化 MoS2 纳米片表面的氨基发生化学偶联，制备了可用于探针 DNA 化学吸附的电极表面。1:1 纳米洋葱/MoS2 复合电极...
本研究通过直接在Ti3C2 MXene中生长TiO2，制备了由TiO2纳米片与层状Ti3C2组成的异质结。与纯TiO2相比，TiO2/Ti3C2复合材料具有更大比表面积，光吸收范围由紫外区扩展至可见光区，显著延长了光生载流子寿命。基于该TiO2/Ti3C2异质结构构建了用于DNA检测的光电化学生物传感器，并通过光电流响应系统研究其性...
目前，大多数生物标志物检测仍依赖集中式专用实验室、大型仪器和自动化分析仪，存在分析时间长、成本高等问题。开发微型化、快速、低成本微器件，有望替代传统实验室检测，并通过云服务器将诊断结果直接传输至患者智能手机。基于生物传感器的先驱方法有望在去中心化环境中可靠检测生物标志物，但在用于DNA、RNA、尿液和血液等多种生物分析物的准确理解之...
测定样品中核酸浓度是分子诊断下游分析前的关键步骤。由于许多样品（包括极低DNA输入样品）需要检测DNA含量和纯度，开发准确、高通量的DNA定量方法具有重要价值。本文展示了一种神经网络预测结合在顺磁性微珠上DNA量的能力。为此，作者采用自制微流控芯片，通过测量多个频率下的阻抗峰响应（IPR）来检测结合在微珠上的DNA分子。将微流控通道...
本研究采用440或540 nm激发波长的光化学还原法，优化银纳米颗粒在硅藻表面的沉积，以构建潜在DNA生物传感器。所制备的硅藻/银纳米颗粒纳米复合材料经紫外-可见光谱（UV-Vis）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描透射电子显微镜（STEM）、荧光显微镜和拉曼光谱表征。结果表明，440 nm照射样品与...
光电生物传感器可测量生物分子构象变化及其相互作用，在生物医学诊断与分析中具有重要价值。表面等离子共振（SPR）生物传感器基于无标记、金基等离激元原理，具有高精度和高准确性，是常用检测平台之一。由 SPR 生物传感器产生的数据集已被用于疾病诊断与预后等机器学习模型，但用于开发或评估 SPR 生物传感器准确性、保障下游模型可靠性的模型仍...
为提高多孔硅光学生物传感器实时检测生物分子的灵敏度，本文提出一种基于双信号光检测的非光谱多孔硅光学生物传感技术。双光检测将折射率变化检测与荧光变化检测相结合，采用量子点标记探针分子以检测靶分子。第一信号光为从多孔硅布拉格镜（PSBM）表面反射的检测光，其波长与PSBM光子带隙边缘一致；CdSe/ZnS量子点标记探针DNA后，与多孔硅...
本研究开发了一种灵敏、选择性良好的电化学脱氧核糖核酸（DNA）生物传感器，用于检测骨肉瘤相关survivin基因。该方法以天蓝素（celestine blue, CB）作为无标记杂交指示剂，采用简便、低成本的工作电极，无需其他物质对电极或DNA进行复杂功能化。通过电化学和光谱方法研究了CB与DNA的作用模式，结果表明CB可能以嵌入方...