二硫化鎢納米材料（WS2NM）在生物感測器中的應用—Ⅱ

二硫化鎢納米材料（WS₂NM）已經成功用於觀察DNA雜交、酶和蛋白質，以及環境污染和醫療診斷等生物感測器和納米醫學中。在很長的一段時間裡，電化學生物感測器，如半導體和絲網印刷電極，被用於眾多領域。在基於電化學的感測器中，NPS對電化學信號的放大作用導致了一些納米雜交化合物的發展，它們能夠有助於形成強大的感測器，作為一種快速、簡單和敏感的生物分子識別方法。

電活性金屬鎢（W）在電化學生物感測器中得到了廣泛的發揮。通過利用一步法或順序電沉積技術，WS₂的導電性能可以通過與導電化合物結合，類似于金、銀和鉑等金屬納米粒子而得到改善。

（圖片來源：Ouyang, Q/Nature）

基於WS₂-的感測器可以成功用於觀察DNA雜交、酶和蛋白質，以及環境污染和醫療診斷。根據這些事實，Ke-Jing Huang等人提出了一種直接的方法，用於創建一個基於電化學檢測的DNA雜交和導電介面。該研究展示了一個雙信號放大平臺，該平臺建立在硫化鎢-石墨烯（WS₂ -Gr）複合材料和金納米粒子（AuNPs）的組合上。

由於WS₂-Gr和AuNPs的結構和特性不會因為DNA介導的非共價組裝這一納米結構而發生改變，因此ssDNA-AuNPs/WS₂-Gr可以較好的保持所獲得的導電性。這種雙信號放大方法能夠以顯著的選擇性區分單/三堿基不匹配的DNA序列，這可以促進對目標DNA的檢測達到飛摩爾量級。

他們的可檢測DNA濃度的線性範圍比其他方法要高4倍。在另一項研究中，一種生物表面活性劑被用於生物分子功能化和提供二硫化鎢量子點的穩定性。除了需要較低的有毒化學品應用率外，他們的工藝還將功能化的QD用於鐵蛋白抗體的固定化。這項研究的結果表明，他們的免疫感測器實現了適當的選擇性、穩定性和動態線性範圍。

這些QDs功能化電極被證明相當適用於創建可擕式或護理點設備。這個平臺可以通過簡單地切換目標生物受體來促進觀察廣泛的額外診斷指標，這在醫學上是很重要的。然而，這種方法的主要障礙是用於合成量子點的生物表面活性劑的可用性。因此，有必要擴大生物表面活性劑的生產規模。

（圖片來源：Sun, X/Nature）

量子點與納米粒子的結合產生了一種半導體，它被用作電化學改性劑來提高此類感測器對蛋白質的檢測靈敏度。Ramin Pourakbari等人開發了一種新的生物傳感技術，通過二硫化鎢量子點（WS₂QDs）-AU的作用，對c-Met蛋白進行快速和精確的檢測。他們的研究涉及在GCE（玻璃碳電極）上用WS2 QDs功能化的AuNPs的改性電化學沉積。

此後，將c-Met噬菌體固定在改性電極上，通過電化學生物感測器應用於c-Met蛋白（結腸癌生物標誌物）的檢測。新開發的基於細胞的電化學感測器的特點，如缺乏標記要求、高靈敏度、簡單、快速、無毒和可重複使用，導致其在整個體外毒性評估中的強大應用。

文章出處：Niknam S., Ahmad Dehdast S., Pourdakan O., Shabani M., Kazem Koohi M. 二硫化鎢納米材料（WS₂NM）在生物感測器和納米醫學中的應用—綜述Nanomed Res J, 2022; 7(3): 214-226. DOI: 10.22034/nmrj.2022.03.001

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