组成图示
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传感器类型
综述或非传感器论文
检测对象
综述涵盖多种：葡萄糖(glucose)、尿酸(uric acid)、胆固醇(cholesterol)、H2O2、DNA、IgG、CEA、α-fetoprotein、CA19-9、EGFR、E. coli、酚类、尿素、肌酐、甘油三酯、乳酸、黄嘌呤、半胱氨酸、PA83；样品基质包括缓冲液、血清、临床样品、细菌悬液等（原文未逐一限定）
检测原理
ZnO纳米结构或薄膜作为生物传感器基质/换能层，其高等电点和表面化学可固定酶、抗体、DNA探针或适配体。被测物与识别元件结合后，在电化学体系中引起直接电子转移或酶催化产物（如H2O2）的氧化还原电流变化；在光学体系中改变荧光强度、SPR信号或拉曼指纹；在FET中通过表面电荷调制沟道电流；在压电体系中因质量负载引起QCM/SAW/FBAR共振频率偏移。ZnO高比表面积、导电性和压电性可放大识别事件，AuNP、SPR、荧光增强和纳米结构质量放大进一步提高灵敏度。
检测灵敏度
综述未报告单一传感器数值；代表性报道：LOD: 10 fM；线性范围: 10 fM–10 nM；LOD: 1 pM；LOD: 25 nM；线性范围: 25–250 nM；LOD: 2.5 nM；线性范围: 2.5–250 nM；LOD: 150 aM；线性范围: 15 aM–1.5 nM；LOD: 2 fM；LOD: 1 pg/mL；LOD: 0.04 U/mL；线性范围: 0.1–180 U/mL
效应效果
综述总结ZnO基传感器具有较高灵敏度、快速响应和较长稳定性：胆固醇传感器货架寿命可达85天、10周或4个月，葡萄糖传感器可达4个月或160天，DNA传感器可达4个月并可重复使用10次，肌酐、乳酸传感器可达120天，甘油三酯可达7个月。部分体系显示抗干扰和单碱基错配DNA选择性；ZnO纳米尖QCM频率偏移提高10倍，FBAR质量灵敏度比QCM高约1000倍，SPR检测限改善16倍。作者认为ZnO适合CMOS/MEMS集成和即时检测。
传感器的构成
- 基底/换能器：ITO、Au、GCE、石英晶体、LiNbO3等，提供导电、光学或压电换能基础
- 纳米材料修饰层：ZnO纳米棒、纳米线、纳米花、纳米颗粒、多孔薄膜，作为高比表面积生物分子固定基质
- 交联/封闭层：Nafion、PVA、CHIT、硅烷，辅助固定并维持生物分子活性
- 识别元件：GOx、ChOx、尿酸酶、HRP、抗体、DNA探针、适配体、Concanavalin-A等，特异性识别被测物
- 信号标记/放大元件：FITC、HRP标记AuNP、Fe3O4/ZnO/Au纳米米、ZnO量子点，提供荧光、拉曼或电化学信号
- 读出系统：CV/DPV/安培、荧光、SPR、FET、QCM/SAW/FBAR/FPW，将识别事件转换为电信号或光学信号
中文摘要
生物传感器在医疗保健和环境监测中具有巨大潜力。其性能取决于各组成部分，其中位于生物分子识别层与换能器之间的基质材料对稳定性、灵敏度和货架寿命起关键作用。近年来，氧化锌（ZnO）纳米结构和薄膜因生物相容性、化学稳定性、高等电点、电化学活性、高电子迁移率、易于多种方法合成以及高比表面积而受到关注。ZnO纳米结构可使生物分子以所需取向结合，改善构象并保持高生物活性，从而增强传感特性。此外，ZnO与互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺兼容，有利于构建集成电路，使其成为未来小型集成生物传感器器件的候选材料。本文综述了ZnO纳米结构和薄膜的合成方法及其在生物传感器技术中的最新进展。
英文摘要
Biosensors have shown great potential for health care and environmental monitoring. The performance of biosensors depends on their components, among which the matrix material, i.e., the layer between the recognition layer of biomolecule and transducer, plays a crucial role in defining the stability, sensitivity and shelf-life of a biosensor. Recently, zinc oxide (ZnO) nanostructures and thin films have attracted much interest as materials for biosensors due to their biocompatibility, chemical stability, high isoelectric point, electrochemical activity, high electron mobility, ease of synthesis by diverse methods and high surface-to-volume ratio. ZnO nanostructures have shown the binding of biomolecules in desired orientations with improved conformation and high biological activity, resulting in enhanced sensing characteristics. Furthermore, compatibility with complementary metal oxide semiconductor technology for constructing integrated circuits makes ZnO nanostructures suitable candidate for future small integrated biosensor devices. This review highlights recent advances in various approaches towards synthesis of ZnO nanostructures and thin films and their applications in biosensor technology.