本研究构建并系统分析了皱褶Ti3C2Tx MXene修饰玻碳电极（GCE），阐明表面化学与纳米形貌如何共同决定选择性生物分子检测。研究结合实验电化学测量与COMSOL多物理场模拟，解析抗坏血酸（AA）、多巴胺（DA）、尿酸（UA）和对乙酰氨基酚（ACA）的电荷转移与吸附机制。优化皱褶MXene（振幅10 nm、层厚10 nm）表现出...
当前牙科诊疗依赖主观评估或复杂实验室检测，难以兼顾效率与准确性。原位生物传感器有望实现实时生物标志物检测，但口腔组织中的低浓度、分子异质性和动态相互作用限制了其灵敏度、特异性和稳定性。本文开发了一种组织粘附水凝胶–MXene（TAHM）生物传感器，集成石墨烯/MXene传感探针、组织粘附贴片和选择性透过水凝胶膜，用于原位检测促炎细胞...
本文提出一种用于蛋白质生物标志物检测的超表面生物传感器设计。该传感器由四个相同的 8 字形 MXene 谐振器、黑磷和石墨烯涂层构成，利用 MXene 的表面功能化增强分析物耦合，黑磷提供各向异性太赫兹吸收，石墨烯通过化学势调控实现动态可调。仿真分析显示，传感器在 0.31–0.46 THz 范围内具有竞争性的折射率灵敏度 395 ...
本文对基于硅/二氧化硅（Si/SiO2）、多壁碳纳米管（MWCNT）和 MXene/高k介电材料的 pH 生物场效应晶体管（BioFET）传感器进行了理论分析与比较研究。pH 的准确快速测量对临床诊断、环境监测、食品质量控制和工业过程管理具有重要意义，而传统方法在灵敏度、选择性、便携性和连续监测方面存在局限。作者分别构建了三种 Bi...
癌症早期检测仍是重大挑战，现有SPR-PCF传感器在灵敏度与光-分析物相互作用方面不足。为此，本研究提出并验证了一种基于MXene功能化光子晶体光纤（PCF）的表面等离子共振（SPR）生物传感器。该传感器采用MXene纳米材料与金（Au）复合结构，并结合圆形空气孔排布与双矩形凹槽形貌设计，利用MXene的高导电性和金的化学稳定性，同...
早期癌症筛查受益于能够读取生物流体中微小折射率偏差的光学换能器。本研究建模了一种 Kretschmann 几何表面等离子共振（SPR）生物传感器，依次堆叠铜（Cu）、氮化硅（Si3N4）和 MXene，并评估其对六种肿瘤相关折射率增量（Δn=0.014–0.024 RIU）的响应。传输矩阵计算指导逐层优化：40 nm Cu、7 nm...
本文报道一种新型、快速、无标记、亲和性电化学传感器，用于检测与脓毒症和COVID-19等严重疾病相关的关键促炎细胞因子白介素-6（IL-6）。该平台将Ti3C2Tx MXene、四亚乙基五胺功能化还原氧化石墨烯（TEPA-rGO）和Nafion组成生物功能化纳米复合材料，并用抗IL-6抗体功能化，集成于碳基丝网印刷三电极芯片。系统使...
本研究提出一种新型光电化学生物传感器，用于检测蛋白激酶活性。作者以金纳米颗粒/MXene–BiOCl莫尔超晶格纳米片作为光电探针，将其与壳聚糖/二氧化钛修饰的丝网印刷碳电极上固定的kemptide结合。在蛋白激酶和ATP作用下，kemptide被磷酸化，磷酸基团与MXene表面Ti位点形成Ti-O-P螯合，从而捕获探针。可见光照射下...
活性氧（ROS）中的超氧阴离子（O2•−）通常用荧光染料在细胞培养中检测，但只能获得离散单点数据，难以定量评估长时间释放动力学。本文报道一种电化学生物传感器，可在细胞培养中实时连续监测O2•−释放超过8小时。该传感器以金微线电极（AuME）为基底，将超氧化物歧化酶（SOD）与Ti3C2Tx MXenes构建为生物杂化识别/催化层，通...
基于 Co-N-CDs 的 MXene 纳米复合材料（MXene@PDA/Co-N-CDs）通过在聚多巴胺功能化 MXene 纳米片上修饰 Co-N-CDs 构建。Co-N-CDs 和 MXene 纳米片均具有过氧化物酶样活性；两者结合形成 MXene@PDA/Co-N-CDs 后，过氧化物酶样活性进一步增强。该复合材料可氧化底物 ...
本研究提出一种基于MXene修饰单碳纤维电极（SCFE）的新型生物传感方法，用于检测母乳中的病原菌DNA。首先用MXene纳米材料修饰SCFE以增大电极比表面积，随后对电极表面进行活化，共价固定dCas9-sgRNA复合物，利用MXene的界面特性与CRISPR技术的序列特异性识别实现金黄色葡萄球菌（SAu）DNA的高效、特异检测。...
本研究设计并实现了一种基于抗菌肽的电化学阻抗谱（EIS）生物传感器，用于无标记检测人免疫缺陷病毒（HIV）包膜蛋白 gp120。传感器以镀金碳电极为基底，依次修饰 3-巯基丙基三甲氧基硅烷（MPTES）和 MXene-银纳米粒子（AgNPs）复合层，并通过 Ag-SH 键自组装固定巯基末端抗菌肽（AMP）。扫描电镜证实 MXene ...
本研究在丝网印刷碳电极（SPCE）上构建基于 MXene/掺杂聚吲哚（Mo3C2-dPIn）和多壁碳纳米管/掺杂聚吲哚（MWCNT-dPIn）的计时电流酶法葡萄糖传感器。首次将碳化钼 MXene（Mo3C2）用于葡萄糖传感，并比较壳聚糖（CHI）与κ-卡拉胶（κC）作为葡萄糖氧化酶（GOD）固定化生物聚合物。MWCNT-dPIn 具...
探索组合材料并合理设计器件构型，是开发多功能电化学器件的关键策略。MXene 具有亲水表面、良好力学与电学性能，是电纺电化学器件中理想的添加剂。MXene 二维层与纳米纤维网络的协同作用可提升执行器响应能力、电池容量保持、燃料电池稳定性、传感器灵敏度以及超级电容器面电容；其优异力学性能可通过嵌入 MXene 赋予电纺层。本综述简要评...
MXene是一类快速兴起的二维多功能纳米材料，其合成是继石墨烯之后二维材料领域的又一突破。MXene通常由过渡金属碳氮化物、氮化物和碳化物构成，可通过刻蚀或机械剥离选择性MAX相获得，具有独特层间距、高离子与电子传输能力、大比表面积、优异热/电导率、高体积电容、抗热震与抗氧化、易加工、本征亲水及生物相容性。其表面富含可调控官能团，可...
二维纳米材料（如石墨烯）因其高导热与导电性、生物相容性和大比表面积，在生物传感尤其是生物医学应用中受到广泛关注。石墨烯及其衍生物是电化学（生物）传感器中最常见的二维材料。本综述重点讨论石墨烯以外的二维纳米材料，包括过渡金属二硫化物（TMDs）、金属–有机框架（MOFs）、共价有机框架（COFs）和MXenes，在2018—2022年...
本文针对饮用水中水传细菌快速准确识别需求，研究了基于BK7棱镜—银（Ag）—MXene（Ti3T2Cx）—石墨烯—亲和层—传感介质的表面等离子共振（SPR）生物传感器。传感介质包括纯水、霍乱弧菌（V. cholera）和大肠杆菌（E. coli）。在Ag—亲和层—传感介质结构中，大肠杆菌对应的灵敏度最高，霍乱弧菌次之，纯水最低。采用...
本文提出一种用于检测 SARS-CoV-2 病毒的新型表面等离子共振（SPR）生物传感器。该传感器采用 Kretschmann 构型，以 CaF2 棱镜为基底，并在其上依次沉积银（Ag）、二氧化钛（TiO2）和 MXene（Ti3C2TX）纳米层，以提升传感性能。作者利用 Fresnel 方程和传输矩阵法（TMM）对反射率曲线及性能...
针对SARS-CoV-2快速传播带来的早期诊断需求，本研究设计了一种快速、低成本且准确的电化学生物传感器。该传感器以MXene纳米片（Ti3C2Tx）和碳铂（Pt/C）构建纳米复合修饰层，用于放大DNA探针与病毒RdRp基因区特异性寡核苷酸靶标杂交后的电化学信号。采用差分脉冲伏安法（DPV）对1 aM至100 nM靶标进行定量，峰电...
得益于功能纳米材料和纳米结构精细工程的最新进展，面向现场应用的生物传感器开发出现新可能。二维（2D）纳米材料因超薄结构而具有优异的物理、化学、高度各向异性、化学活性和力学性能。2D纳米材料高比表面积、层状拓扑和孔隙率的多样性，使其可通过表面特性工程实现靶向识别。通过整合多种纳米结构的独特特征并将其用作生物分子组装支架，可开发具有更高...