本文报道了一种采用可弃纸基底扩展栅（EG）的离子敏感场效应晶体管（ISFET）。传统ISFET的传感部分与测量部分集成在同一器件中，若传感部分被化学溶液污染，昂贵的测量部分也会失效。为解决该问题并构建低成本传感平台，作者将双栅SOI MOSFET作为测量换能器，将基于纤维素纸的扩展栅作为独立传感部分。该双栅晶体管利用顶栅与底栅之间的...
i-motif 是由富含胞嘧啶（C）的单链 DNA 序列形成的四链 DNA 结构，通常在微酸性 pH 条件下稳定。将荧光分子标记到富含胞嘧啶的序列中，可构建对 pH 敏感的荧光生物传感器。本文报道了含有 RET 相关序列 C4GC4GC4GC4GC4A 的 tC 修饰荧光探针，其中 tC 为荧光胞嘧啶类似物 1,3-二氮杂-2-氧代...
扩展栅场效应晶体管（EGFET）是一种电子接口，最初作为离子敏感场效应晶体管（ISFET）的替代方案。尽管商用现成器件已广泛用于生物传感器制备，但针对电子接口的研究仍较少，例如噪声机制和尺寸缩放。因此，采用定制 EGFET 有望获得性能更优的生物传感器。本文研究了基于晶体管关联（TA）技术的 EGFET 设计与表征。原型采用 130...
本研究制备了具有双栅（DG）结构的扩展栅（EG）场效应晶体管（FET）pH 传感器，并采用 SiO2、Si3N4、HfO2 和 Ta2O5 等介电传感膜以调节灵敏度。器件由绝缘体上硅（SOI）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）换能器和 EG 传感器组成，其中 EG 在 ITO 玻璃基底上沉积 50 nm 介电膜，并通过导线...
自20世纪70年代以来，半导体生物传感器因高灵敏度、快速响应、微型化、低成本制造和可重复使用等优势受到广泛关注，并在医学、食品、环境监测和军事等领域具有重要应用。本文综述了扩展栅场效应晶体管（EGFET）生物传感器与化学传感器在生物分析应用中的研究进展。EGFET源自离子敏场效应晶体管（ISFET）技术，其栅区保持标准MOSFET结...
目前囊性纤维化（CF）患者无法在家追踪肺部健康状况，只能依赖医生检查，导致治疗延迟和肺损伤。为利用智能手机的普及性降低成本并提高便携性，作者设计了一种基于智能手机的外周pH测量装置，可直接插入耳机孔获取电力，并与手机应用程序通信。该平台使用pH缓冲液和CF患者痰液样品进行测试，在完全自供电并与三星Galaxy S3通信的情况下，配合...
本文报道了基于准二维金属氧化物半导体的超灵敏场效应晶体管（FET）生物传感器。准二维低维金属氧化物半导体对半导体-生物界面处的电扰动高度敏感，其灵敏度可与其他纳米材料生物传感器相媲美。溶液加工路线使该平台结构简单、重现性高，相较于其他纳米生物电子器件更具优势。基于准二维 In2O3 的 pH 传感器具有 0.0005 pH 的极低检...
为实现真实无标记生物检测应用，本文采用纳米压印光刻、各向异性湿法刻蚀和光刻相结合的高通量自上而下纳米制造工艺，制备了具有高度一致传感特性的纳米离子敏感场效应晶体管（nanoISFET）阵列。新设计的阵列芯片包含32根高长径比硅纳米线（SiNW），平行排列为8个单元组，并连接至高掺杂Π形公共源和独立漏接触。精心设计的接触线使各通道馈线...
石墨烯因单原子二维结构、高电导率、高迁移率和低1/f噪声，被视为高性能传感器平台，但其传感特性在不同报道中差异较大，传感机制尚未完全明确。本综述系统总结了硅辅助化学气相沉积（CVD）直接生长石墨烯网格（graphene mesh, GM）中缺陷工程的最新进展，并阐明边缘缺陷对石墨烯传感器电响应的影响。直接合成的石墨烯网格具有洁净、陡...
本文报道了利用三维液体栅石墨烯晶体管直接在生物介质中进行 pH 传感。该传感器由悬浮石墨烯网络构成，其四周包覆一层薄二氧化铪（HfO2），表现出高灵敏度并可在德拜屏蔽极限之外进行传感。通过在等渗缓冲的杜氏磷酸盐缓冲液（DPBS）和 Sprague-Dawley 大鼠血清中测量 pH，验证了传感器性能。即使在摩尔浓度高达 289±1 ...
本文研究消除纳米线与纳米带生物传感器中寄生电阻影响的传感器设计方法。针对高表面体积比纳米带场效应生物传感器在液体环境中因钝化区和接触电阻形成寄生电阻、导致短通道灵敏度下降的问题，作者采用多晶硅纳米带生物传感器进行pH测量，证明传感窗口长度缩短会使灵敏度降低。当pH从9变化到3时，传感窗口长度从51 μm减至11 μm，归一化电导变化...
本文报道了一种绿光发射锗纳米晶（Ge nanocrystals, Ge NCs）生物传感器，用于监测细胞内溶酶体 pH 变化。该 Ge NCs 通过简便水相溶液法合成，避免了有毒或环境不友好试剂，光致发光量子产率显著提高至约 26%。其光致发光强度对 pH 5–6 区间的变化尤为敏感。与培养细胞共孵育时，纳米晶被细胞内化，并沿溶酶体...
本研究开发了一种柔性有机–无机杂化复合纳米发电机，用于驱动自供电微线pH传感器。该杂化复合纳米发电机采用氧化锌纳米线（ZnO NW）和压电聚合物聚偏氟乙烯（PVDF），通过简单、低成本的溶液浇铸法制备。在单轴压缩下，器件最大开路电压为6.9 V，短路电流为0.96 μA，输出功率为6.624 μW，且无需电致极化，有利于工业化制备。...
基于场效应晶体管（FET）的生物传感器因快速、低成本、无标记检测而备受关注。传统三维 FET 灵敏度低，一维纳米管/纳米线虽提高灵敏度但制备困难。本文提出并演示基于二硫化钼（MoS2）的 FET 生物传感器，利用其二维原子层结构实现极高灵敏度和易图案化、易制备。MoS2 pH 传感器对 1 个 pH 单位变化灵敏度达 713，并在宽...
基于聚[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基磷酸胆碱-b-2-(二异丙氨基)甲基丙烯酸酯]（PMPC-PDPA）双嵌段共聚物囊泡，标记pH响应Nile Blue基标签，作为新型pH响应比色/荧光生物传感器，用于活细胞远红与近红外成像。PMPC块仿生促进多种细胞快速摄取，PDPA块为pH响应组分，使囊泡在水溶液中自组装。该生物相容囊泡可通过pH...
氯离子是生物体中最丰富的阴离子，参与膜电位、神经传递、细胞体积和电荷平衡等生理过程，其稳态异常与多种疾病相关。传统荧光染料易从细胞泄漏且常需紫外激发，YFP 基氯传感器又受 pH 强烈影响，FRET 信号解释复杂。本文开发了一种非 FRET 比率型荧光生物传感器 ClopHensor，由氯敏感的 EGFP 变体 E2GFP 与氯和 ...
本文报道了通过反应共溅射在硅基底上制备高介电常数 PrYxOy 传感膜，并用于电解质-绝缘体-半导体（EIS）pH 传感器和尿素生物传感器。采用二次离子质谱（SIMS）和原子力显微镜（AFM）分析不同退火温度下薄膜的成分与表面形貌。800 °C 退火的 PrYxOy 膜 EIS 器件在 pH 2–12 范围内表现出 59.07 mV...
基因编码荧光蛋白可作为监测细胞过程的理想报告分子，因为它们可通过与目标蛋白融合而靶向任意亚细胞区域。本文报道了一种pH敏感荧光蛋白E1GFP，其适合以高时空分辨率实时监测动态细胞器内的pH变化。E1GFP是一种基于发射的比率型pH指示剂，pK接近6.0。作者将其应用于内体-溶酶体途径中pH变化的测量。通过将E1GFP与具有细胞穿透能...
我们基于碳纳米管电学性质在玻璃基底上制备了pH敏感器件。通过光刻在盖玻片上形成APS溶胶-凝胶图案，将经酸/过氧化氢处理带羧基的SWCNT特异性固定于图案区，再蒸发沉积Cr/Au源漏电极，部分纳米管束连接两电极。随后在纳米管及电极上形成APS绝缘层并制作顶栅电极。空气测量中，顶栅器件呈n型FET特性；未加绝缘层时，以Ag/AgCl为...
本文报道了一种用于临床分析仪和体内应用的微型化集成薄膜生物传感器。该器件将葡萄糖传感器、乳酸传感器和pH传感器集成在同一柔性基底上，其中葡萄糖和乳酸酶传感器基于电化学检测葡萄糖氧化酶（GOD）和乳酸氧化酶（LOD）催化反应产生的过氧化氢（H2O2）。固态pH传感器采用中性载体膜，可在导电聚合物电极上进行电位法测量。该集成传感器旨在用...