Holdet gennemfører undersøgelse af todimensionelle overgangsmetalchalcogenider Vigtig biomedicinsk anvendelse, herunder biosensing

Nano-teknologiTidsstempel: 20. december 2022 kl. 5:18

Kildeknude: 1777872

Genudgivet af Platon

Abonnenter: 0

Home > Presse > Teamet gennemfører undersøgelse af todimensionelle overgangsmetalchalcogenider Vigtig biomedicinsk anvendelse, herunder biosensing

Forskere præsenterer egenskabsmodulationerne af todimensionelle overgangsmetalchalcogenider, herunder deres grundlæggende egenskaber, moduleringsmetoder og funktionalisering. Derudover diskuteres deres anvendelser som meget følsomme biosensorer grundigt. KREDIT
Nano Research Energy, Tsinghua University Press

Abstract:
Todimensionelle materialer, som overgangsmetal dichalcogenid, har anvendelser i folkesundheden på grund af deres store overfladeareal og høje overfladefølsomhed sammen med deres unikke elektriske, optiske og elektrokemiske egenskaber. Et forskerhold har foretaget en gennemgang af metoder, der bruges til at modulere egenskaberne af todimensionelt overgangsmetal dichalcogenid (TMD). Disse metoder har vigtige biomedicinske anvendelser, herunder biosensing.

Holdet gennemfører undersøgelse af todimensionelle overgangsmetalchalcogenider Vigtig biomedicinsk anvendelse, herunder biosensing

Tsinghua, Kina | Udgivet den 9. december 2022

Teamets mål er at præsentere en omfattende opsummering af dette lovende felt og vise udfordringer og muligheder inden for dette forskningsområde. "I denne gennemgang fokuserer vi på de avancerede metoder til at modulere egenskaber ved todimensionel TMD og deres anvendelser inden for biosensing. Især diskuterer vi grundigt strukturen, iboende egenskaber, egenskabsmodulationsmetoder og biosensing-applikationer af TMD,” sagde Yu Lei, en assisterende professor ved Institute of Materials Research, Shenzhen International Graduate School, Tsinghua University.

Siden grafen blev opdaget i 2004, har todimensionelle materialer, såsom TMD, tiltrukket sig betydelig opmærksomhed. På grund af dets unikke egenskaber kan todimensionel TMD tjene som de atomisk tynde platforme til energilagring og -konvertering, fotoelektrisk konvertering, katalyse og biosensing. TMD viser også en bredbåndsstruktur og har usædvanlige optiske egenskaber. Endnu en fordel ved todimensionel TMD er, at den kan produceres i store mængder til en lav pris.

Inden for folkesundheden er pålidelig og overkommelig in vitro og in vivo påvisning af biomolekyler afgørende for sygdomsforebyggelse og diagnose. Især under COVID-19-pandemien har mennesker ikke kun lidt af den fysiske sygdom, men også af psykiske problemer relateret til omfattende eksponering for stress. Omfattende stress kan resultere i unormale niveauer i biomarkører som serotonin, dopamin, cortisol og adrenalin. Så det er vigtigt, at forskere finder ikke-invasive måder at overvåge disse biomarkører i kropsvæsker, såsom sved, tårer og spyt. For at sundhedspersonale hurtigt og præcist kan vurdere en persons stress og diagnosticere psykisk sygdom, er biosensorer af væsentlig betydning inden for diagnostik, miljøovervågning og retsmedicinske industrier.

Holdet gennemgik brugen af todimensionel TMD som det funktionelle materiale til biosensing, tilgange til at modulere egenskaberne af TMD og forskellige typer TMD-baserede biosensorer, herunder elektriske, optiske og elektrokemiske sensorer. "Folkesundhedsstudier er altid en stor opgave i at forebygge, diagnosticere og bekæmpe sygdommene. Udvikling af ultrasensitive og selektive biosensorer er afgørende for sygdomsforebyggelse og diagnosticering,” sagde Bilu Liu, en lektor og en hovedforsker ved Shenzhen Geim Graphene Center, Shenzhen International Graduate School, Tsinghua University.

Todimensionel TMD er en meget følsom platform til biosensing. Disse todimensionelle TMD baserede elektriske/optiske/elektrokemiske sensorer er let blevet brugt til biosensorer lige fra små ioner og molekyler, såsom Ca2+, H+, H2O2, NO2, NH3, til biomolekyler såsom dopamin og cortisol, der er relateret til central nervesygdom og hele vejen til molekylekompleksiteter, såsom bakterier, virus og protein.

Forskerholdet fastslog, at på trods af de bemærkelsesværdige potentialer, skal mange udfordringer relateret til TMD-baserede biosensorer stadig løses, før de kan få en reel effekt. De foreslår flere mulige forskningsretninger. Holdet anbefaler, at feedback-sløjfen assisteret af maskinlæring bruges til at reducere den testtid, der er nødvendig for at opbygge den nødvendige database til at finde de rigtige biomolekyler og TMD-par. Deres anden anbefaling er brugen af en feedback-loop assisteret af maskinlæring for at opnå on-demand-egenskabsmodulation og biomolekyler/TMD-databasen. Ved at vide, at TMD-baserede kompositter udviser fremragende ydeevne, når de er konstrueret til enheder, er deres tredje anbefaling, at overflademodifikationer, såsom defekter og ledige pladser, vedtages for at forbedre aktiviteten af de TMD-baserede kompositter. Deres sidste anbefaling er, at der udvikles billige fremstillingsmetoder ved lav temperatur til at forberede TMD. Den nuværende kemiske dampaflejringsmetode, der bruges til at fremstille TMD, kan føre til revner og rynker. En billig metode med lav temperatur ville forbedre filmens kvalitet. "Efterhånden som de vigtigste tekniske problemer er løst, vil enheder baseret på todimensionel TMD være de overordnede kandidater til de nye sundhedsteknologier," sagde Lei.

Tsinghua University-teamet omfatter Yichao Bai og Linxuan Sun og Yu Lei fra Institute of Materials Research, Tsinghua Shenzhen International Graduate School og Guangdong Provincial Key Laboratory of Thermal Management Engineering and Materials, Tsinghua Shenzhen International Graduate School; sammen med Qiangmin Yu og Bilu Liu fra Institute of Materials Research, Tsinghua Shenzhen International Graduate School og Shenzhen Geim Graphene Center, Tsinghua-Berkeley Shenzhen Institute & Institute of Materials Research, Tsinghua Shenzhen International Graduate School.

Denne forskning er finansieret af National Natural Science Foundation of China, National Science Fund for Distinguished Young Scholars, Guangdong Innovative and Entrepreneurial Research Team Program, Shenzhen Basic Research Project, Scientific Research Start-up Funds ved Tsinghua Shenzhen International Graduate School, og Shenzhen Grundforskningsprojekt.

####

Om Tsinghua University Press
Om Nano Research Energy

Nano Research Energy lanceres af Tsinghua University Press, der sigter mod at være et internationalt, åbent og tværfagligt tidsskrift. Vi vil udgive forskning om avancerede nanomaterialer og nanoteknologi til energi. Den er dedikeret til at udforske forskellige aspekter af energirelateret forskning, der udnytter nanomaterialer og nanoteknologi, herunder, men ikke begrænset til, energiproduktion, konvertering, lagring, bevaring, ren energi osv. Nano Research Energy vil udgive fire typer manuskripter, dvs. Kommunikation, forskningsartikler, anmeldelser og perspektiver i en åben-adgang-form.

Om SciOpen

SciOpen er en professionel åben adgangsressource til opdagelse af videnskabeligt og teknisk indhold udgivet af Tsinghua University Press og dets udgivelsespartnere, hvilket giver det videnskabelige udgiversamfund innovativ teknologi og markedsledende kapaciteter. SciOpen leverer end-to-end-tjenester på tværs af manuskriptindsendelse, peer-review, indholdshosting, analyse og identitetsstyring og ekspertrådgivning for at sikre hvert tidsskrifts udvikling ved at tilbyde en række muligheder på tværs af alle funktioner som tidsskriftslayout, produktionstjenester, redaktionelle tjenester, Markedsføring og kampagner, onlinefunktionalitet osv. Ved at digitalisere publiceringsprocessen udvider SciOpen rækkevidden, uddyber effekten og fremskynder udvekslingen af ideer.

For mere information, klik link.

Kontaktpersoner:
Yao Meng
Tsinghua University Press
Kontor: 86-108-347-0574

Hvis du har en kommentar, tak Kontakt os.

Udstedere af nyhedsudgivelser, ikke 7th Wave, Inc. eller Nanotechnology Now, er alene ansvarlige for indholdets nøjagtighed.

Bogmærke: