传感器

该生物传感器构型克服了使用石墨烯等高灵敏度材料作为导电沟道的传感器难以在真实人体体液中进行检测的问题，可通过更换核酸适配体实现对更多疾病标志物的检测，且可通过调整核酸适配体浓度、三维敏感层厚度等方式调整传感器敏感特性使其在临界阈值浓度附近具有较高的灵敏度和增益，有望促进石墨烯生物传感器在个人医疗健康领域的进一步发展。

本工作采用界面自组装和原位功能化策略构筑了具有界面互锁结构的二维石墨烯基弹性超薄膜（ECF）。与基于一维碳纳米管的ECF不同，基于二维石墨烯片层的ECF表现出随应变正向变化的GF行为，这和真实脊椎动物的神经感觉系统具有相似的感知趋势。在ECF中，石墨烯片层之间相互堆叠形成的动态网络可以通过不同程度的滑移灵敏地响应外界应变刺激，从而实现低应变下正常的触觉感知和高于应变阈值的痛觉感知。进一步，通过调控石墨烯片层的厚度，可以实现应变阈值在7.2%到95.3%范围内变化。这种优异的性能可调性将大大促进ECFs在基于SPS效应的仿生皮肤中的应用，去模仿人体组织的疼痛感知功能，比如监测肌腱的过度拉伸以及手背皮肤受到拉扯产生的痛觉。受河豚皮肤三维形变启发，将ECF集成为自支撑形式的仿生皮肤，可以灵敏感知接触或非接触式机械刺激以及实时监测三维气动形变。不仅如此，还可以通过SPS效应有效地检测到处于过度膨胀状态的三维形变，实现动态的痛觉感知。未来，基于SPS效应的ECFs有望在安全友好的人机交互、智能假肢和软体机器人中得到广泛应用。

该生物传感器正在审批过程中，可定制用于检测多种病毒和其他病原体，利用电化学阻抗光谱法（EIS）提供实时病毒检测，在灵敏度、简便性和可重复性方面无与伦比，是全球医疗诊断领域的一大突破。作为一种理想的检测方法，电化学阻抗光谱法经过了数十年的研究，它的成功应用是 GLCM 和医疗诊断行业的一大突破。

使如此小体积的病毒检测成为可能的是石墨烯的使用。石墨烯对任何附着在它上面的东西都非常敏感，因此通过仔细控制其表面，科学家们能够使石墨烯的表面对HCV病毒敏感。这些测量是用国家物理实验室的石墨烯专家完成的。

本文采用可调谐石墨烯等离激元增强 FTIR 平台，调整石墨烯等离激元以识别生理条件下的纳米级蛋白质指纹。石墨烯等离激元的高度受限的光场和可调谐性可以从根本上增强光物质相互作用并减少水干扰，从而将灵敏度降低到约2 nm 厚蛋白质的值。同时，在 GP-aIR 生物传感器的帮助下展示了蛋白质分子结构上的动态和可逆的 H/D 交换。该为在复杂生理条件下以超高灵敏度实施原位研究生物过程铺平了道路，这为研究纳米生物界面提供了新的策略。