DNA的高灵敏检测对遗传损伤与疾病诊断具有重要意义。传统高灵敏有机电化学晶体管（OECT）方法多依赖优良导电材料，但合成与修饰步骤复杂。本文首次报道了一种基于OECT和杂交链反应（HCR）信号放大的DNA生物传感器。通过电化学沉积金纳米颗粒（Au NPs）于金栅极表面以增大比表面积，随后利用杂交将HCR产物——长链带负电双链DNA—...
本研究以碳点（CDs）和黑磷量子点（BPQDs）修饰二氧化钛（TiO2），构建 TiO2@CDs@BPQDs 纳米复合材料，以增强其光电化学（PEC）性能，并用于 DNA 的灵敏检测。作者采用水热法，以柠檬酸为前驱体制备分散性好、荧光强的 CDs；以黑磷晶体为原料制备粒径均一的 BPQDs。通过荧光光谱、紫外-可见吸收光谱、傅里叶变...
电极表面的化学修饰常用于降低生物传感器检出限或提高生物分子识别能力，但化学过程复杂、危险且难以控制。为此，作者采用物理表面修饰方法，将功能化多壁碳纳米管（F-MWCNTs）通过浸涂法沉积到多壁碳纳米管/聚二甲基硅氧烷（MWCNT/PDMS）复合电极表面。该电极作为电化学工作电极，利用F-MWCNT/MWCNT表面与单链DNA之间的π...
本文报道了一种基于T7外切酶辅助调控链置换双循环信号放大策略的电化学生物传感器，用于DNA检测。首先，发夹探针识别并结合目标DNA，形成双链结构；随后T7外切酶从5′端逐步水解发夹探针，释放目标DNA并产生大量输出DNA，使目标DNA进入下一轮循环放大。其次，输出DNA通过受调控的toehold交换机制与双链底物DNA反应，在辅助D...
固态纳米孔是单分子分析的重要工具，但控制介电击穿（CDB）制备单孔仍存在成孔时间长、易产生多孔等问题。本研究在CDB前对SiNx膜进行空气等离子体处理，使成孔时间缩短数个数量级，并降低击穿电压；2–7 V范围内可稳定制备亚10 nm单孔，3 V双极方波可在10 min内将孔径扩至>30 nm且未形成额外孔。λ-DNA转位实验验证了孔...
基于二硫化钼-石墨烯量子点（MoS2-GQDs）纳米复合材料的优异电化学发光（ECL）性能，并结合酶辅助循环 DNA walker 信号放大策略，提出一种“开-关”型 ECL 生物传感器用于特定 DNA 序列的灵敏检测。MoS2 二维纳米片结构提高了 GQDs 负载量，为发夹 DNA（H）提供丰富结合位点；MoS2 与 GQDs 复...
本文设计了一种基于SnO2/BiOBr p-n异质结的光电化学（PEC）DNA检测方法，以SnO2/BiOBr作为光活性材料、SiO2作为信号淬灭剂。与传统异质结相比，SnO2/BiOBr p-n异质结不仅降低了光生电子-空穴对的复合，还增强了紫外-可见光区的吸光能力，从而提高光电转换效率和光电流；其光电流分别较纯SnO2和BiOB...
本研究将HKUST-1金属有机框架及其衍生物HKUST-CuO与TiO2纳米粒子复合，构建HKUST-1/TiO2和HKUST-CuO/TiO2异质结复合材料。由于带隙能与TiO2匹配，复合后表现出协同光电化学（PEC）响应。HKUST-CuO/TiO2修饰的ITO电极光电流更高，归因于HKUST-CuO空心薄壳结构增强可见光吸收，...
重大疾病如恶性肿瘤的早期诊断一直是重要研究方向。通过筛查实现早诊早治，可显著提高患者生存率并降低医疗成本，因此开发简单、高灵敏、高特异且低成本的检测方法具有重要意义。电化学DNA生物传感分析基于Watson-Crick碱基互补配对，利用已知序列捕获探针特异性识别目标DNA并检测其浓度。由于成本低、操作简便、便携且易微型化，该技术已成...
本文报道了一种基于热等离子体沉积二氧化钛（TiO2）纳米颗粒的叉指电极（IDE）DNA生物传感器。高纯度TiO2纳米颗粒通过热等离子体法合成并直接沉积于铂（Pt）叉指电极表面，随后用（3-氨基丙基）三乙氧基硅烷（APTES）对TiO2层进行硅烷化活化，并将羧基修饰的单链探针DNA固定于电极表面，构建无标记DNA检测界面。利用透射电镜...
基于超表面辅助的太赫兹（THz）实时无标记生物传感器备受关注，但在 THz 波段对强吸收液体样品进行高灵敏度特异性检测仍具挑战。本文将石墨烯与 THz 超表面集成到微流控细胞中，用于高灵敏生物传感。所提出的 THz 石墨烯-超表面微流控平台可有效减少样品溶液体积，并增强生物分子与 THz 波之间的相互作用，从而提高灵敏度。作为概念验...
Lab-on-Chip 技术有望改变即时诊断领域，但兼容商业化生产的技术尚未确立。Lab-on-PCB 因与电子器件兼容并依托成熟印刷电路板工业制造基础，被视为成本敏感且高规格应用的候选技术。本文首次报道在商业制造 PCB 上以平面布局实现的电解质门控场效应晶体管（FET）DNA 生物传感器。石墨烯墨水被滴铸形成晶体管沟道，肽核酸（...
随着分析技术不断发展，转基因生物（GMOs）检测方法的灵敏度和准确性不断提高。聚合酶链式反应（PCR）仍是该领域金标准，但其引物和探针不可重复使用，经济性较差。表面等离子共振（SPR）是一种光学、无标记技术，可用于研究配体-分析物相互作用，尤其适用于 DNA 杂交检测。本文报道了一种用于转基因生物 DNA 检测的多重、可再生、实时 ...
利用金属纳米颗粒的等离激元PCR相比商用热循环仪在成本、体积和处理时间方面具有显著优势，但由于强荧光猝灭，基于等离激元纳米颗粒的PCR通常需要离心和凝胶电泳等额外后处理步骤，从而增加总诊断时间，抵消快速热循环带来的益处。本文报道了一种基于原位终点荧光检测的快速、灵敏的等离激元光热PCR（PPT-PCR）检测方法。该方法采用等离激元磁...
本文提出一种基于金刚石中氮空位（NV）量子色心电荷态操控的无标记生物传感器概念，并将其与构建在硼掺杂金刚石（BDD）上的电化学微流控流动池传感器相结合。该器件可设定于特定电化学电位，从而锁定特定化学反应，同时由NV中心提供传感功能。NV中心电荷态占据首先通过门电极施加偏压进行初始制备，随后通过暴露于待测带电分子而改变。作者通过无标记...
光纤生物传感器在公共卫生、环境科学、生物工程、疾病诊断和药物研发中受到广泛关注，生物分子的准确检测对控制疾病传播和监管决策具有重要意义。在众多光纤传感器中，基于特种光纤的光纤生物传感器具有生物相容性好、体积小、测量分辨率高、稳定性好和抗电磁干扰等优点。本文系统综述了四类基于特种光纤的干涉仪生物传感器：马赫-曾德尔干涉仪（MZI）、迈...
报道了一种基于金纳米棒（AuNR）的侧流核酸生物传感器（LFNAB），用于快速、高灵敏地可视化检测DNA。约60 nm长的AuNR作为有色标记物标记检测DNA探针（Det-DNA），捕获DNA探针（Cap-DNA）固定于试纸条检测区。在靶DNA（Tar-DNA）存在时，AuNR-Det-DNA、Tar-DNA与Cap-DNA通过Wa...
聚簇规律间隔短回文重复（CRISPR）技术因高特异性被广泛用于核酸检测。本研究利用HaloTag与其烷烃氯配体之间高度特异且不可逆的结合，将失活CRISPR/Cas9（dCas9）进行生物素修饰，构建用于核酸检测的CRISPR生物传感器。该传感器制备简便，并能较好保留DNA识别能力。进一步将生物层干涉（BLI）技术与该CRISPR生...
本文提出一种无标记比率型电化学发光（ECL）传感策略，用于高灵敏检测目标DNA（T-DNA）。该策略基于G-四链体/血红素（G-quadruplex/hemin）对CdS量子点（QDs）和鲁米诺（luminol）ECL发射的调控，二者以H2O2为共同共反应物。传感器通过在玻碳电极（GCE）上逐步组装CdS QDs和发夹DNA（H-D...
光电化学生物传感器有望实现高灵敏度生物分析，但受生物基质背景波动影响显著。本文提出一种基于差分信号生成的光电化学（PEC）DNA 传感策略，通过在同一光电极上依次利用两个相关结合事件改善检测限、灵敏度和特异性。首先，未标记目标 DNA 与固定在 TiO2 光电极上的单链 DNA 探针杂交，引起光电流下降；随后，带有金纳米颗粒（AuN...