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用于丝网印刷光电化学生物传感器的功能纳米材料的最新进展

杨美清 ,  王路 ,  卢浩滋 ,  杨耀成 ,  刘松

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引用本文: 杨美清, 王路, 卢浩滋, 杨耀成, 刘松. 用于丝网印刷光电化学生物传感器的功能纳米材料的最新进展[J]. 物理化学学报, 2025, 41(2): 231004. doi: 10.3866/PKU.WHXB202310046 shu
Citation:  Yang Meiqing, Lu Wang, Haozi Lu, Yaocheng Yang, Song Liu. Recent Advances of Functional Nanomaterials for Screen-Printed Photoelectrochemical Biosensors[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2025, 41(2): 231004. doi: 10.3866/PKU.WHXB202310046 shu

用于丝网印刷光电化学生物传感器的功能纳米材料的最新进展

  • 1.

    湖南文理学院生命与环境科学学院, 湖南省动物学重点实验室, 湖南 常德 415000

  • 2.

    湖南大学化学化工学院, 化学生物传感与计量学国家重点实验室, 化学生物学与纳米医学研究所, 长沙 410082

  • 3.

    中南大学湘雅二医院骨科, 长沙 410011

    • 通讯作者: 杨耀成, yangyaocheng@csu.edu.cn; 刘松, liusong@hnu.edu.cn
  • 基金项目:

    湖南文理学院博士科研启动基金 21BSQD43

    湖南省自然科学基金 2023JJ40463

    国家自然科学基金 22175060

摘要: 光电化学(PEC)生物传感器因其低背景、高灵敏度、高特异性和快响应速度等优点而备受关注。近年来，一次性丝网印刷电极(SPE)的引入极大地推动了PEC生物传感器的发展，使丝网印刷PEC生物传感器成为一种应用前景广阔的分析工具。在丝网印刷PEC生物传感器的构建过程中，光活性纳米材料起着至关重要的作用，因为它们不仅可用作光电转换平台，还可用作生物识别元件的装载平台。然而，单纯的光活性材料通常存在一些缺点，比如固有的毒性、宽带隙、高的电子空穴对重组率等，因此，通过各种设计策略来改善光活性材料的光电特性是十分必要的。为了获得高灵敏度的丝网印刷PEC生物传感器，通常还需要将高性能光电极与各种信号放大策略相结合。鉴于此，我们在本文中首次对用于丝网印刷PEC生物传感器的光活性材料进行了系统总结，并将其归为四大类：金属氧化物、金属硫族化合物、碳纳米材料和铋基纳米材料。同时，我们重点关注了光活性材料的设计策略，例如形态调控、元素掺杂、异质结构建等。此外，我们还通过具有代表性的丝网印刷PEC免疫传感器和丝网印刷PEC适体传感器介绍了一些信号放大策略，如酶标记放大(ELA)策略、聚合酶链反应(PCR)策略、滚环扩增(RCA)策略和杂交链式反应(HCR)策略。最后，我们还讨论了丝网印刷PEC生物传感器目前面临的挑战和前景。我们希望通过本文让读者全面了解丝网印刷PEC生物传感器的最新进展，并为该领域的未来发展提供可行性指导。

English

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  • 发布日期:  2025-02-15
  • 收稿日期:  2023-10-31
  • 接受日期:  2023-11-30
  • 修回日期:  2023-11-29
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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