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1、4传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2009年第28卷第5期3纳米材料在生物传感器中的应用姜利英,姚斐斐,任景英,张法全,贺振东,崔光照(郑州轻工业学院电气信息工程学院,河南郑州450002)摘要:将纳米材料应用于新型生物传感器的开发已成为研究热点。纳米材料的引入,拓宽了线性检测范围,缩短了响应时间,提高了稳定性,并降低了检测限等,实现了改善传感器性能的目的。概述了纳米颗粒、纳米纤维、纳米超薄膜等在酶、免疫、DNA等生物传感器中的应用,并对其发展前景作了展望。关键词:纳米材料;生物
2、传感器;纳米颗粒;纳米纤维;纳米超薄膜中图分类号:TP212文献标识码:A文章编号:1000-9787(2009)05-0004-043ApplicationofnanomaterialsinbiosensorJIANGLi2ying,YAOFei2fei,RENJing2ying,ZHANGFa2quan,HEZhen2dong,CUIGuang2zhao(InstituteofElectricalandInformationEngineering,ZhengzhouUniversityofLightIndustry,Zhengzho
3、u450002,China)Abstract:Anintensiveresearcheffortisperformedinthefieldofnanobiosensors.Theuniquepropertiesofnanomaterialsrealizeanobjectivetoimprovesensitivesensorwithawidelinearrange,ahighlyreproducibleresponse,long2termstabilityandsoon.Theapplicationofnanomaterials(such
4、asnanoparticle,nanofiber,nanofilm)inbiosensorfieldisintroduced.Thedevelopmentofthisfieldisprospectedinthefuture.Keywords:nanomaterials;biosensor;nanoparticle;nanofiber;nanofilm0引言分别介绍了纳米颗粒、纳米纤维、纳米超薄膜等在生物传感20世纪80年代初发展起来的纳米材料,由于具有奇器中的应用。异的物理、化学特性和广阔的应用前景而享有“跨世纪的1纳米颗粒的应用新材料
5、”之称。纵观20多年来纳米材料的发展,可将其分纳米颗粒具有独特的化学和物理性质,可应用于电学、为3类:纳米微粒、纳米固体和纳米组装体系。纳米微粒是光学、催化、磁性材料、生物技术、药物输送等领域。其中,处于1～100nm之间的各种粒子的总称;纳米固体是由纳米生物传感器是纳米颗粒最有前途的应用领域之一。微粒聚集而成的凝聚体;纳米组装体系则是由人工组装合1.1酶传感器成的,具有纳米结构的材料的总称,也叫纳米尺度的图案材酶传感器是最早发展起来的生物传感器。1962年,在料。纳米材料独特的结构,使其具有四大效应:表面效应、纽约科学院学术会议上,C
6、larkLC教授首次描述了酶传感小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应。器;1967年,UpdikeSJ和HicksGP采用了更有效的酶固生物传感器是信息科学、生物技术和生物控制论等多定化方法,实现葡萄糖酶电极的功能。近20年来,纳米材学科交叉融合而形成的新兴高科技领域。TurnerAPF教料的飞速发展对酶传感器的发展产生了极大的促进作用,授将它定义为:生物传感器是一种精致的分析器件,它结合各类纳米酶生物传感器不断涌现。将纳米颗粒应用于酶传一种生物的或生物衍生的敏感元件与一只理化换能器,能感器,提高了传感器的灵敏度,缩短了电流响应时
7、间,增强够产生间断或连续的数字电信号,信号强度与被分析物成了抗干扰能力等。比例。XuXX等人在丝网印刷的碳电极表面用胶体金修饰,纳米技术应用于生物传感器,为生物传感器的发展带免疫结合山葵过氧化酶制作H2O2生物传感器,结果发现来了新的契机,创造了更为广阔的空间。纳米材料奇异的山葵过氧化酶的电催化性能和电流响应显著改善,信号线特性,使得生物传感器的灵敏度、检测限和响应范围等性能性范围有了很大的提高(0.8～1.0mmol/L),检测下限也降[1]指标得到了很大的提升。本文根据纳米材料的结构特点,低至0.4μmol/L。孟宪伟等人以Au,A
8、g,Pt,SiO2纳米颗粒收稿日期:2008-11-053基金项目:国家自然科学基金资助项目(60773122)第5期姜利英,等:纳米材料在生物传感器中的应用5[8]和金属—无机复合纳米颗粒与聚乙烯醇缩丁醛
