Nano Research Energy: 2D过渡金属硫化物“帆布”对生物分子的捕获与传感

清华大学深圳国际研究生院刘碧录/雷钰课题组在Nano Research Energy发表题为“Biomolecule Capturing and Sensing on 2D Transition Metal Chalcogenide Canvas”的综述文章。

图1： 2D TMD在生物分子捕获和传感中的特性和应用示意图。

近年来，科学家们一直致力于疾病的预防、诊断和治疗。特别是在新冠肺炎疫情期间，能够对生物分子进行可信度高的体外和体内检测于对疾病预防和诊断至关重要。现代人类生活中普遍承受着很大的压力，无所不在的压力则会导致体内激素如多巴胺、皮质醇和肾上腺素等出现异常。无创监测体液中的这些生物标志物（例如对汗液、眼泪和唾液等）能够有助于快速准确的进行压力评估，心理疾病诊断，进而使人们的意识到他们的身心健康。因此，生物传感器在健康诊断、环境监控、法医行业等有着非常广泛的应用。

自2004年石墨烯成功制备以来，二维（2D）材料，如过渡金属硫化物（TMD）由于其独特的范德华结构、易于进行原子尺度调控等性能引起了众多研究者的兴趣。近年来，由于其大的表面积和高表面灵敏度，以及其独特的电、光学和电化学特性，TMD在生物医学等领域具有广泛的应用。在此篇综述中，作者重点关注研究调节2D TMD特性的最新方法及其在生物传感领域中的应用；特别提供了通过缺陷工程和形态控制来设计和调制2D TMD的方法，以实现其用于分子捕获和传感的多种功能。此外，作者对基于2D TMD的生物传感器与传统的传感系统进行比较，加深了读者对其作用机制的理解。最后，作者指出了2D TMD在这一新兴领域所遇到的机遇和挑战。