Recent Trends in Chemical Sensors for Detecting Toxic Materials.
工业发展导致致癌、致突变和有毒化学品等有毒材料广泛产生。尽管各国实施严格管理与控制,这些材料仍威胁环境和人类健康,因此需要便捷、快速的化学传感器用于有毒化学品监测,包括光学、电化学、纳米材料基和生物系统基传感器。近年来,材料科学、微纳加工和信号转导技术的进步显著提升了目标识别元件与信号转导元件的性能,推动了多种新型有毒材料检测方法的...
工业发展导致致癌、致突变和有毒化学品等有毒材料广泛产生。尽管各国实施严格管理与控制,这些材料仍威胁环境和人类健康,因此需要便捷、快速的化学传感器用于有毒化学品监测,包括光学、电化学、纳米材料基和生物系统基传感器。近年来,材料科学、微纳加工和信号转导技术的进步显著提升了目标识别元件与信号转导元件的性能,推动了多种新型有毒材料检测方法的...
由金属氧化物形成的纳米结构材料具有比表面积大、机械性能和其他物理性能改善、电子性质可调等优点,对化学传感器和生物传感器的开发与应用具有重要意义。纳米结构可按其自身及组分的维度分为0D、1D、2D和3D。本综述讨论了由不同合成方法制备的金属氧化物0D、1D、2D和3D纳米结构在化学传感器和生物传感器中的成功应用。文章特别关注金属氧化物...
光子器件性能取决于对光流的控制效率。近年来,等离子体、二维材料和超材料通过亚波长光场限制和动态波前调控增强光-物质相互作用,被用于光谱、成像和光学传感。石墨烯、MoS2等二维材料在光学传感中仍被探索,而等离子体和超材料应用受限于贵金属电子密度调控困难及金属吸收导致的高光学损耗。因此,传感器件需要在纳米尺度通过电场或光场变化实现低损耗...
早期检测对预防健康问题至关重要,生物传感器和化学传感器可提供高选择性、高灵敏度、低检出限和快速检测,但许多光学传感方法仍依赖笨重的台式荧光仪或紫外-可见分光光度计。本文报道一种可同时测量荧光发射和光吸收的便携式装置,用于光学生物传感器或化学传感器的现场检测。该装置采用450 nm激光二极管作为光源,通过平凸透镜聚焦进入PMMA半微量...
超分子化学已成为食品毒素检测、环境监测和污染物催化转化的重要工具。本专题聚焦超分子化学与环境科学、食品科学的交叉研究,涵盖环境污染物降解、阴离子检测、农药检测和食品污染物检测,收录五篇原创研究和两篇综述。文中报道了Ni(II)卟啉受体通过超分子相互作用检测CN-、F-及Cu(II)、Fe(III)、Hg(II);基于脲/硫脲和4-硝...
物联网(IoT)是横跨科学与工程领域的重大趋势,通过互联机器、传感器和决策流程提升生产效率与日常生活。将这一技术革命扩展到农业、食品生产和医疗等复杂价值链,需要实施并连接精密的(生物)分析方法。如今,可穿戴传感器、监测设备和即时诊断检测已融入日常生活,改善患者医疗进展或运动员监测能力。早期传感器网络以及通过蓝牙或智能手机进行无线数据...
人工化学感官器件在工业、安防和医学中具有广泛应用。动物嗅觉系统探测环境化学性质所表现出的速度、灵敏度和选择性,为这些器件的设计提供了灵感。本综述考察了天然嗅觉系统的分子与细胞组分如何被整合到人工化学传感器,即生物电子传感器中,重点讨论与信号转导系统结合的生物学材料。文章分析了不同生物化学感官材料作为器件核心时的优势与局限,并评估了不...
生物传感器设计与纳米技术的融合推动了传感分析性能显著提升。纳米材料的高比表面积及增强的化学、光学性质革新了传感器技术。金、银、铂、钯等单金属纳米粒子已被广泛用于提高传感器性能,但近年来研究逐步转向双金属、三金属等复合金属纳米粒子。双金属纳米粒子(BNPs)兼具两种金属的特性并产生协同效应,在催化、光学、电子和磁性等方面表现出多功能性...
超材料元件或阵列对流体具有敏感响应且占用面积小,因此与微流控技术集成后成为多种传感器件的有吸引力选择。由廉价生物相容材料制成的微通道可避免环境污染,并仅需微升级至纳升级样品即可完成检测。与传统光学、电化学和生物传感系统相比,这类器件具有设计简单、制备容易、原型轻便和可即时测量等优点。喷墨打印柔性传感器在快速发展的可穿戴电子和健康监测...
本研究报道了一种一步法合成腺苷一磷酸(AMP)稳定胶体金纳米颗粒(AMP-Au NPs)和荧光金纳米团簇(AMP-Au NCs)的方法,并证明 AMP 与 AuCl4− 的摩尔比主导不同纳米金产物的形成。通过紫外-可见、荧光、红外、X 射线光电子能谱、高分辨透射电镜和动态光散射等表征,确定了纳米颗粒与团簇的尺寸、结构及结构依赖光学性...
自然进化形成的受体具有高度选择性,但作为生物传感器识别单元时存在稳定性差、耐久性低等问题。分子印迹聚合物(MIP)可通过模板分子预组织、聚合和去模板形成互补分子腔,被称为‘塑料抗体’,能够模拟抗体、酶或组蛋白等天然识别元件。本文综述了MIP作为化学传感器识别单元用于生物分析物检测的代表性研究,讨论了非共价、共价、半共价及牺牲间隔基等...
镰刀菌毒素污染谷物及其制品并造成人体暴露,是全球食品安全与公共健康的重要问题。常见镰刀菌毒素包括伏马毒素、T-2毒素、脱氧雪腐镰刀菌烯醇和玉米赤霉烯酮。因此,简单、快速、灵敏的分析技术对筛查和测定镰刀菌毒素尤为重要。本综述系统总结了基于经典和新型识别元件的生物传感器、化学传感器及检测方法的研究进展,识别元件包括抗体、适配体和分子印迹...
本综述总结了光纤化学传感器(FOCS)与光纤生物传感器(FOBS)的工作原理及当前发展阶段。光纤传感器(FOS)利用光纤(OF)在紫外(180 nm)至中红外(10 µm)波段导光的能力,并通过光纤纤芯周围环境的物理、化学或生物参数对导光的调制实现检测。将光纤引入传感系统可带来在易燃易爆环境中测量、抗电磁干扰、微型化、几何柔性、小体...
大多数传感器基于陶瓷或半导体基底,缺乏柔性与生物相容性。聚合物基传感器因可在柔性表面上富集分子而受到关注。近年来,纤维素作为智能材料的发现,使纤维素纸成为机械与电子应用(如执行器和传感器)的潜在候选材料。本文综述纤维素材料在纸基应用器件中的潜力,并讨论其在化学传感器和生物传感器应用中的可行性。纤维素是植物细胞壁主要成分,具有丰富、可...