二硫化鎢納米材料（WS2NM）在光學生物感測器中的應用

隨著納米技術的發展，二硫化鎢納米材料（WS₂NM）已然成為光學生物感測器的新選擇。研究人員報告了使用一種簡單的方法來製造一種由WS₂納米片和羥基化MWCNTs（WS₂/MWCNTs-OH）組成的混合材料。基材是絲網印刷的碳電極（SPCE），其優點是需要最低的成本，並且是一次性的和節能的。使用WS₂/MWCNTs-OH複合材料進行改造，提高了敏感和選擇性行為的速率。

基於WS₂的光學生物感測器，當分析物和識別成分結合形成複合物時，光學生物感測器可以通過使用光學儀器對其表面變化進行測量。基於光導纖維、蒸發波纖維、共振鏡、時間分辨螢光、干涉測量和表面等離子體共振的生物感測器是不同類型的光學感測器。這些生物感測器可以分為直接和間接的兩種分類。

（圖片來源：Luocai Yi/Angew. Chem. Int. Ed）

直接光學生物感測器需要換能器表面的複合物來產生信號，而間接光學生物感測器則牽涉到螢光體或發色體作為其標籤來識別結合事件並放大信號。儘管通過間接生物傳感技術可以產生更高的信號水準，然而，它們受到非特異性結合和標記過程中的高試劑成本的限制。

二硫化鎢（WS₂）QD由於其基本的光學和電學特徵表現出了優異的螢光特而可以作為良好的候選者，WS2-QD作為多巴胺（DA）螢光檢測的有效探針，被應用於結腸癌評估，檢測血清樣品中的c-Met蛋白。

在一些研究中，WS₂被嵌入金屬和石墨烯層之間，以增加生物感測器效率。考慮到WS₂具有二維共價網路的能力，它是固定生物物種的合適基底。Pingyao Wang等人報告了通過使用二維WS₂納米片和誘導劑修飾的核殼上轉換納米粒子分別作為受體和供體，開發了一種螢光探針。

這種新型的、敏感的、有選擇性的生物感測器可以應用於大腸桿菌的快速和特定的定量檢測。此外，由於WS₂納米片含有廣泛的吸收光譜，可以作為優秀的能量接受器，從而提高了效率。因此，這種螢光生物感測器可以成為一個平臺，通過改變相關的特異性誘導劑來觀察不同的細菌病原體。

（圖片來源：Feng Long/ Sensors）

WS₂NM的電導率和基本結構電導率的開發對設計生物感測器非常重要。WS₂ NM在電子和生物感測器裝置中顯示出優異的導電性。六角形晶體是二維二硫化鎢納米材料的基本結構單元，其中兩個硫原子與一個鎢原子結合，形成S-W-S夾層。S-W-S層的結合是由弱的範德瓦爾斯力造成的。

WS₂納米片的特性可以通過將其尺寸縮小到納米級的範圍內而得到極大的改變，而其活性位點則被定位在其邊緣。因此，在整個納米片的體相中，電子帶隙從1.4eV轉移到2.0eV。

WS₂納米片由於其巨大的比表面積、良好的導電性和獨特的電子結構，成功地在各個領域獲得了認可。

WS₂納米片包含一個單晶結構，具有獨特的片狀和多孔形狀，同時具有明顯的高比表面積和電子標準。提高電磁遮罩效能的一個實用方法是將導電納米管添加到絕緣聚合物基體中。Jan Macutkevic等人的工作聲稱，由於納米管的高長徑比，將其添加到絕緣聚合物基體中可以有效提高電磁遮罩性能。

文章來源：Niknam S., Ahmad Dehdast S., Pourdakan O., Shabani M., 和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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