二硫化钨纳米材料（WS2NM）在光学生物传感器中的应用

随着纳米技术的发展，二硫化钨纳米材料（WS₂NM）已然成为光学生物传感器的新选择。研究人员报告了使用一种简单的方法来制造一种由WS₂纳米片和羟基化MWCNTs（WS₂/MWCNTs-OH）组成的混合材料。基材是丝网印刷的碳电极（SPCE），其优点是需要最低的成本，并且是一次性的和节能的。使用WS₂/MWCNTs-OH复合材料进行改造，提高了敏感和选择性行为的速率。

基于WS₂的光学生物传感器，当分析物和识别成分结合形成复合物时，光学生物传感器可以通过使用光学仪器对其表面变化进行测量。基于光导纤维、蒸发波纤维、共振镜、时间分辨荧光、干涉测量和表面等离子体共振的生物传感器是不同类型的光学传感器。这些生物传感器可以分为直接和间接的两种分类。

（图片来源：Luocai Yi/Angew. Chem. Int. Ed）

直接光学生物传感器需要换能器表面的复合物来产生信号，而间接光学生物传感器则牵涉到荧光体或发色体作为其标签来识别结合事件并放大信号。尽管通过间接生物传感技术可以产生更高的信号水平，然而，它们受到非特异性结合和标记过程中的高试剂成本的限制。

二硫化钨（WS₂）QD由于其基本的光学和电学特征表现出了优异的荧光特而可以作为良好的候选者，WS2-QD作为多巴胺（DA）荧光检测的有效探针，被应用于结肠癌评估，检测血清样品中的c-Met蛋白。

在一些研究中，WS₂被嵌入金属和石墨烯层之间，以增加生物传感器效率。考虑到WS₂具有二维共价网络的能力，它是固定生物物种的合适基底。Pingyao Wang等人报告了通过使用二维WS₂纳米片和诱导剂修饰的核壳上转换纳米粒子分别作为受体和供体，开发了一种荧光探针。

这种新型的、敏感的、有选择性的生物传感器可以应用于大肠杆菌的快速和特定的定量检测。此外，由于WS₂纳米片含有广泛的吸收光谱，可以作为优秀的能量接受器，从而提高了效率。因此，这种荧光生物传感器可以成为一个平台，通过改变相关的特异性诱导剂来观察不同的细菌病原体。

（图片来源：Feng Long/ Sensors）

WS₂NM的电导率和基本结构电导率的开发对设计生物传感器非常重要。WS₂ NM在电子和生物传感器装置中显示出优异的导电性。六角形晶体是二维二硫化钨纳米材料的基本结构单元，其中两个硫原子与一个钨原子结合，形成S-W-S夹层。S-W-S层的结合是由弱的范德瓦尔斯力造成的。

WS₂纳米片的特性可以通过将其尺寸缩小到纳米级的范围内而得到极大的改变，而其活性位点则被定位在其边缘。因此，在整个纳米片的体相中，电子带隙从1.4eV转移到2.0eV。

WS₂纳米片由于其巨大的比表面积、良好的导电性和独特的电子结构，成功地在各个领域获得了认可。

WS₂纳米片包含一个单晶结构，具有独特的片状和多孔形状，同时具有明显的高比表面积和电子标准。提高电磁屏蔽效能的一个实用方法是将导电纳米管添加到绝缘聚合物基体中。Jan Macutkevic等人的工作声称，由于纳米管的高长径比，将其添加到绝缘聚合物基体中可以有效提高电磁屏蔽性能。

文章来源：Niknam S., Ahmad Dehdast S., Pourdakan O., Shabani M., 和Kazem Koohi M. 二硫化钨纳米材料（WS₂NM）在生物传感器和纳米医学中的应用 — 综述Nanomed Res J, 2022; 7(3): 214-226. DOI: 10.22034/nmrj.2022.03.001

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