基于纳米氧化锌的生物传感器研究进展(特邀)

摘要

随着生物传感器应用的日益广泛,对新型生物传感器的开发已成为世界科技发展的重要战略。作为直接宽禁带半导体的氧化锌(ZnO),因具有无毒性、生物相容性良好、物理化学性能稳定等优异性能而被应用于电子器件、光电子器件、生物传感器等领域,尤其基于纳米ZnO的生物传感器研究已成为防疫和医疗领域的一个新热点。本文介绍了目前纳米ZnO的几种主要制备方法(包括水热法、磁控溅射法、溶胶凝胶法和原子层沉积法等)及其优缺点,对比分析了所制备ZnO的优异性能尤其增强性能的方法(如优化工艺、掺杂、复合、异质结等)。着重阐述了纳米ZnO材料在生物传感器领域的应用,根据其信号处理元件的工作原理不同,将ZnO纳米材料所制备的生物传感器分为电化学生物传感器、光学生物传感器、压电生物传感器、热学生物传感器等,分别详细介绍了其结构、工作原理及其对生物检测的突出性能与发展现状。最后,对纳米ZnO生物传感器目前所面临的挑战和未来的发展趋势进行了总结和展望。