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介电泳细胞捕获技术用于提升表面等离子体共振成像传感性能
摘要： 传统表面等离子体共振（SPR）生物传感器的性能可能受限于目标分析物向传感器表面的扩散过程。本研究提出一种集成主动质量传输机制的SPR生物传感器，该机制基于介电泳（DEP）和电渗流来增强分析物向传感器表面的传输并缩短检测所需时间。这两种现象都依赖于通过设计兼具SPR传感功能的电极所产生的交流电场——这些电极的形状可定制电场分布。我们通过电场分布和微粒轨迹的数值模拟选定了最优电极设计方案。相较于以往将SPR与DEP结合的平面叉指式设计，本方案采用面对面电极结构实现了改进。实验测试了两种不同的上下电极设计：首先用于浓缩乳胶微球，其次用于浓缩生物细胞至SPR传感区域。随后通过改变目标物浓度进行SPR测量。电动流体动力学流能高效地将小尺寸对象（3微米微球、酵母菌）浓缩至SPR传感区域，使SPR响应信号提升一个数量级。负介电泳技术还将HEK293细胞浓缩至被绝缘区域包围的金属电极上，使SPR响应同样获得十倍提升。
关键词： 介电泳、电渗流、生物传感仪器、上下电极、表面等离子体共振
更新于2025-11-21 11:24:58
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微流控介电泳细胞操控技术实现稳定细胞接触组装
摘要： 细胞接触形成（即让细胞紧密靠近的过程）是细胞与分子生物学中一项重要的生物技术操作。这种操控可通过多种方式实现，其中介电泳（DEP）因其操作简便而被广泛采用。本研究展示了通过合理选择DEP微电极构型带来的优势：既能有效限制介电加热对细胞产生的不良影响（可能导致细胞失活或死亡），又可实现细胞聚集——这相比目前介电泳技术通常形成的线性细胞链排列具有显著优势。研究包含实验工作及基于COMSOL的数学建模，特别建立了毛细管微流控系统中产生最优细胞-细胞接触构型的参数条件，同时实现了促进旋转等其他细胞操控的可能性，从而为微流控生物颗粒操控系统在诊断、治疗或细胞生物电与细胞间相互作用研究中的应用提供了实用方案。
关键词： 细胞链、旋转、介电泳、细胞接触、微流控、旋转
更新于2025-09-23 15:21:21
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用于传感应用的碳纳米管介电泳组装研究进展
摘要： 碳纳米管（CNTs）因其优异的电学、热学和力学性能，在场效应晶体管、场发射、互连、储能、生物医学等诸多领域展现出广泛应用潜力。许多应用场景都要求将碳纳米管组装成特定器件。作为一种极具前景的纳米操纵技术，介电泳（DEP）已被广泛应用于碳基纳米器件的制备过程中。本文简要综述了碳基纳米传感器的研究进展及介电泳技术在器件制造中的应用，这些传感器主要针对气体、温度、生物颗粒、光、压力、应力和应变等参数进行检测。
关键词： 传感器、组装、介电泳、碳纳米管、应用
更新于2025-09-23 15:21:21
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基于介电泳光谱学的无标记生物传感方法用于检测胰腺癌生物标志物
摘要： 我们证明负介电泳（DEP）光谱法是一种有效的生物传感器转导机制，可用于利用生物标志物CA 19-9诊断和预测胰腺癌。研究发现，施加于功能化聚苯乙烯微球（PM）的负DEP力会随胰腺癌生物标志物CA 19-9的浓度水平以及珍珠形叉指金微电极产生的电场频率发生显著变化。通过计算一组功能化为抗CA 19-9单克隆抗体的PM在0.5至2 MHz频率范围内、多个CA 19-9浓度截断值（包括0 U/mL和37 U/mL）下的排斥速度，并采用侧向照明结合实时图像处理技术（捕捉PM的米氏散射）的自动化软件测定PM与电极的排斥速度。由于负DEP光谱法能有效检测CA 19-9的截断浓度，其在胰腺癌早期诊断和预后评估中具有应用潜力。
关键词： 光谱学、胰腺癌、介电泳、无标记、生物电子学
更新于2025-09-23 15:21:01
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飞秒激光诱导非热焊接单根铜纳米线葡萄糖传感器
摘要： 铜纳米线（CuNWs）是实现多种纳米器件中载流子传导的关键构建?？?。为将其集成至纳米级器件，需解决纳米线的操控与焊接难题?；诟吣芰棵芏燃す饧庸ぱ芯浚颐潜ǖ懒瞬捎媒艟劢辜す馐岷辖榈缬荆―EP）法操控铜纳米线，实现单根CuNW与银薄膜创新性焊接的技术。通过飞秒（FS）和连续波（CW）两种激光器，分析、优化并控制了高能量密度辐照下铜纳米线的熔融特性。飞秒激光焊接形成的金属接头接触电阻低，适用于功能性电子纳米器件。采用一维热扩散方程和有限差分法（FDM）进行计算模拟，深入理解金属-激光相互作用以开发高性能焊接接触。激光模拟研究揭示了不同激光辐照下金属的差异化熔融行为。通过葡萄糖传感器的电学性能评估了铜纳米线焊接接头的器件可行性，其可检测低至10^-6 M的葡萄糖浓度，为铜纳米线集成至可穿戴柔性纳米电子器件开辟了路径。
关键词： 葡萄糖传感器、飞秒激光、铜纳米线、激光焊接、介电泳、纳米电子学、连续波激光
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于介电泳技术制备的单根GaAs纳米线光电探测器
摘要： 由于纳米线（NWs）尺寸微小，在电子器件集成过程中进行机械操控容易导致其结构及电学性能受损，因此仍存在技术难题。针对这一问题，基于非均匀电场（如介电泳力DEP）的非接触式纳米线操控方法通常比机械方法温和得多，为纳米结构与电子器件的集成提供了破坏性更小的替代方案。本研究报道了一种可行且可重复的介电泳组装方法，能将单根砷化镓纳米线（半径35-50纳米，长度3-5微米）以单点位组装产率超90%、排列产率95%的精度集成于导电电极阵列。通过测量砷化镓纳米线与导电电极间形成的介电泳接触的电学特性，观测到类肖特基势垒接触现象。当采用掺铝氧化锌作为电极时，研究还发现由于纳米线顶端镓催化液滴形成低电阻接触，可快速制备具有整流特性的二极管。在黑暗和光照条件下测量的单根镓终端砷化镓纳米线的电流-电压特性显示：在正向偏压下（约两个数量级）对可见光表现出强敏感性，这主要源于器件串联电阻的变化。
关键词： 化学束外延、光电子学、介电泳、纳米线组装、砷化镓纳米线光电探测器、纳米制造
更新于2025-09-23 15:19:57
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半导体球体的交流电动行为建模
摘要： 我们理论研究了浸没在水性电解质中的半导体微球的介电泳和电旋转现象。为此，我们从第一性原理出发计算了液体与半导体中德拜层任意厚度下的粒子极化率。研究表明，极化率色散源于两种弛豫界面现象的叠加：双电层的电荷积累与麦克斯韦-瓦格纳弛豫。我们还计算了薄双电层极限条件下的粒子极化率，这大幅简化了分析计算过程。最后，我们展示了该模型对两种相关材料（氧化锌和掺杂硅）的预测结果，并讨论了薄双电层近似成立的条件范围。
关键词： 微球、介电泳、电旋转、半导体、电动力学
更新于2025-09-24 05:41:49
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一种稳健的碳化硅纳米阵列蓝光光电探测器
摘要： 碳化硅（SiC）被认为是第三代半导体中最重要的候选材料之一，具有卓越的物理/化学性能，在光电器件中有着令人振奋的应用前景。本工作报道了利用介电泳排列的SiC纳米阵列，在刚性和柔性基底上制备高性能蓝光光电探测器的研究。组装在刚性（即SiO2/Si）基底上的光电探测器上升时间和衰减时间分别为0.39秒和0.56秒，外量子效率达到3394%，表明该SiC纳米阵列光电探测器对445纳米波长的光辐照具有高灵敏度、快速响应性和优异的重复性。同时，6个月后仍能保持最大光电流响应的73%。此外，基于聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）基底构建的柔性光电探测器对反复弯曲表现出高度稳定性，证明所构建的SiC光电探测器具有优异的柔韧性和电学稳定性。
关键词： 碳化硅、纳米阵列、介电泳、柔性基底、蓝光光电探测器
更新于2025-09-19 17:13:59
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超细单壁碳纳米管纤维的可调组装
摘要： 我们开发了一种超细单壁碳纳米管（SWNT）纤维纺丝方法，通过使用清洁的离子表面活性剂组合及稳定的高质量SWNT水溶液，利用交流电（AC）介电泳（DEP）技术实现其在二维对置微电极阵列中的组装。该方法利用金属SWNTs（M_SWNTs）与半导体SWNTs（S_SWNTs）相对于悬浮液和基底弯曲AC DEP结构的相对介电常数差异，将M_SWNTs吸引至对置微电极阵列，从而使S_SWNTs产生反向运动并保留在悬浮液中。通过调节柔性基底的弯曲程度、交流频率、交流电压峰值及作用时间，该方法还能控制悬浮SWNT纤维的拉伸/松弛程度与直径。测试样品的电学测量结果、扫描电子显微镜图像、原子力显微镜图像及拉曼光谱均验证了该方法的有效性。
关键词： 可调谐组装、单壁碳纳米管（SWNT）纤维、交流电（AC）介电泳、基底弯曲
更新于2025-09-16 10:30:52
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微通道中用于原位DNA复制与检测的激光诱导加热技术
摘要： 本研究提出一种通过激光诱导加热与强亲和素-生物素结合，在长DNA链中原位局部复制并检测DNA的方法。为实现目标DNA复制，首先通过介电泳作用拉伸DNA链并将其两端固定于电极上，随后利用激光诱导加热产生的热循环实现局部DNA序列的复制。复制的双链DNA产物原位捕获于固相表面，并通过量子点(Qdots)的荧光强度进行检测。结果表明，经过六次激光诱导热循环后，通过分析复制前后量子点荧光强度的差异即可检测到局部复制的DNA序列。该方法有望提升生物样本基因序列分析的效率。
关键词： DNA复制、介电泳、微流控平台、激光诱导加热、量子点
更新于2025-09-16 10:30:52