传感器

合肥工业大学食品与生物工程学院瞿昊副研究员以DNA作为识别探针对电解质栅控石墨烯场效应晶体管传感器（SGGT）的栅电极进行修饰，实现了复杂大米样品中As(III)的高灵敏快速检测。

该传感器持续测量患者汗液中主要压力生物标志物——皮质醇的浓度。具体来说，皮质醇是一种类固醇激素，由肾上腺分泌胆固醇。它的分泌由垂体分泌的促肾上腺皮质激素（ACTH）控制。皮质醇在人体中发挥着重要的功能，如调节新陈代谢、血糖水平和血压；它还影响免疫系统和心血管功能。

突破的核心是贴片的高灵敏度和极低的检测限，这是因为由石墨烯制成的电极可以结合并捕获皮质醇，与晶体管一起测量佩戴者汗液中的皮质醇浓度。这是第一个开发的系统，可以在整个昼夜周期中连续跟踪皮质醇浓度，开启了一些非常有用的可能性。

研究工作基于课题组前期相关研究成果，总结了基于碳纳米材料的SERS生物传感器的研究进展，重点介绍了碳基材料作为SERS生物传感器的可用性、灵敏度、生物相容性、表面功能化方法和设计原则等设计策略、基底制备和增强机理方面的基本原理，利用零维碳量子点(CQD)、一维碳纳米管(CNT)、二维石墨烯(G)、氧化石墨烯(GO)等碳基纳米材料和三维空间碳纳米材料或碳基核壳隔离纳米结构(SHINERS)作为衬底材料是SERS生物传感器设计中发展迅速的一个领域，对其在生物医学和生物工程、原位分析、定量分析和柔性光电功能材料等领域的应用进行了总结，并对碳基SERS生物传感器研究面临的主要挑战和未来机遇进行了展望。

仅需在皮肤表面贴附一片薄薄的“纹身”，便可以实现心律、心电、血压、呼吸、睡眠等人体信号的采集与监测，甚至还有望辅助聋哑人及喉部切除患者重构发声能力。这种神奇的“纹身”就是清华大学微纳电子系任天令教授团队的研发成果——石墨烯电子皮肤。

这些材料沉积在含有高导电石墨烯的纸基衬底上。由于金和石墨烯的高导电性，该平台在检测电信号变化方面变得超灵敏。当病毒遗传物质与分子探针杂交时，传感器的电响应就会发生变化。这一过程加速了电子传递，并在传感平台上传播，导致输出信号增加，表明病毒存在。

在报告中，肖菲教授以癌症标记物实时、在线、活体检测为切入点，总结了近年来课题组在细胞体系小分子代谢物活性氧超灵敏检测技术领域所取得的一系列研究成果。着重阐述了新型二维石墨烯材料的优异特性，及其在不同维度上的自组装工艺，以及石墨烯组装体与其他纳米材料复合物的构筑，并将其制备成微电极，插入细胞或者组织中进行活体检测，可以为癌症早期诊断和放/化疗疗效评估提供技术支撑。

石墨烯在农业中的应用范围非常广，涵盖了传感器、农药、肥料、保鲜剂、吸附剂、电热膜/板以及塑料薄膜等方面，具体应用如下：

石墨烯是只有一个碳原子厚度的二维材料，但尽管如此，它还是能够承受大量的压力，在团队看来，这使得它非常适合过滤和检测气体的工作。虽然它本身并不具有渗透性，但该团队通过在双层石墨烯上制造小至25纳米的穿孔来解决这一问题，用它来制造微小的气球，加压气体可以从气球中逸出。