Teamet foretar studier av todimensjonale overgangsmetallkalkogenider viktig biomedisinsk applikasjon, inkludert biosensing

Publisert av Platon

Følgere: 0

Hjemprodukt > Press > Teamet gjennomfører studier av todimensjonale overgangsmetallkalkogenider Viktig biomedisinsk anvendelse, inkludert biosensing

Forskere presenterer egenskapsmodulasjonene til todimensjonale overgangsmetallkalkogenider, inkludert deres grunnleggende egenskap, modulasjonsmetoder og funksjonalisering. I tillegg diskuteres deres anvendelser som svært sensitive biosensorer grundig. KREDITT
Nano Research Energy, Tsinghua University Press

Abstrakt:
Todimensjonale materialer, som overgangsmetalldikalkogenid, har anvendelser i folkehelsen på grunn av deres store overflateareal og høye overflatesensitiviteter, sammen med deres unike elektriske, optiske og elektrokjemiske egenskaper. Et forskerteam har gjennomført en oversiktsstudie av metoder som brukes for å modulere egenskapene til todimensjonalt overgangsmetalldikalkogenid (TMD). Disse metodene har viktige biomedisinske anvendelser, inkludert biosensing.

Teamet foretar studier av todimensjonale overgangsmetallkalkogenider Viktig biomedisinsk anvendelse, inkludert biosensing

Tsinghua, Kina | Lagt ut 9. desember 2022

Teamets mål er å presentere en omfattende oppsummering av dette lovende feltet og vise utfordringer og muligheter som er tilgjengelige innen dette forskningsområdet. "I denne gjennomgangen fokuserer vi på de nyeste metodene for å modulere egenskapene til todimensjonal TMD og deres anvendelser innen biosensing. Spesielt diskuterer vi strukturen, de iboende egenskapene, egenskapsmodulasjonsmetodene og biosensing-applikasjonene til TMD, sier Yu Lei, assisterende professor ved Institute of Materials Research, Shenzhen International Graduate School, Tsinghua University.

Siden grafen ble oppdaget i 2004, har todimensjonale materialer, som TMD, tiltrukket seg betydelig oppmerksomhet. På grunn av sine unike egenskaper kan todimensjonal TMD tjene som atomtynne plattformer for energilagring og -konvertering, fotoelektrisk konvertering, katalyse og biosensing. TMD viser også en bredbåndstruktur og har uvanlige optiske egenskaper. Enda en fordel med todimensjonal TMD er at den kan produseres i store mengder til en lav pris.

I folkehelsen er pålitelig og rimelig in vitro og in vivo deteksjon av biomolekyler avgjørende for sykdomsforebygging og diagnose. Spesielt under COVID-19-pandemien har folk ikke bare lidd av den fysiske sykdommen, men også av psykiske problemer knyttet til omfattende eksponering for stress. Omfattende stress kan føre til unormale nivåer i biomarkører som serotonin, dopamin, kortisol og adrenalin. Så det er viktig at forskere finner ikke-invasive måter å overvåke disse biomarkørene i kroppsvæsker, som svette, tårer og spytt. For at helsepersonell raskt og nøyaktig skal kunne vurdere en persons stress og diagnostisere psykisk sykdom, er biosensorer av betydelig betydning i diagnostikk, miljøovervåking og rettsmedisinsk industri.

Teamet gjennomgikk bruken av todimensjonal TMD som det funksjonelle materialet for biosensing, tilnærmingene for å modulere egenskapene til TMD, og forskjellige typer TMD-baserte biosensorer inkludert elektriske, optiske og elektrokjemiske sensorer. "Folkehelsestudier er alltid en viktig oppgave for å forebygge, diagnostisere og bekjempe sykdommene. Å utvikle ultrasensitive og selektive biosensorer er avgjørende for forebygging og diagnostisering av sykdommer,” sa Bilu Liu, førsteamanuensis og hovedetterforsker ved Shenzhen Geim Graphene Center, Shenzhen International Graduate School, Tsinghua University.

Todimensjonal TMD er en svært følsom plattform for biosensing. Disse todimensjonale TMD-baserte elektriske/optiske/elektrokjemiske sensorene har blitt lett brukt for biosensorer som spenner fra små ioner og molekyler, som Ca2+, H+, H2O2, NO2, NH3, til biomolekyler som dopamin og kortisol, som er relatert til sentrale nervesykdom, og hele veien til molekylkompleksiteter, som bakterier, virus og protein.

Forskerteamet fastslo at til tross for de bemerkelsesverdige potensialene, må mange utfordringer knyttet til TMD-baserte biosensorer fortsatt løses før de kan ha en reell innvirkning. De foreslår flere mulige forskningsretninger. Teamet anbefaler at tilbakemeldingssløyfen assistert av maskinlæring brukes til å redusere testtiden som trengs for å bygge databasen som trengs for å finne de riktige biomolekylene og TMD-parene. Deres andre anbefaling er bruken av en tilbakemeldingssløyfe assistert av maskinlæring for å oppnå on-demand-egenskapsmodulering og biomolekyler/TMD-databasen. Når de vet at TMD-baserte kompositter viser utmerket ytelse når de bygges inn i enheter, er deres tredje anbefaling at overflatemodifikasjoner, som defekter og ledige stillinger, tas i bruk for å forbedre aktiviteten til de TMD-baserte komposittene. Deres siste anbefaling er at det utvikles rimelige produksjonsmetoder ved lav temperatur for å forberede TMD. Den nåværende kjemiske dampavsetningsmetoden som brukes til å forberede TMD kan føre til sprekker og rynker. En rimelig metode med lav temperatur vil forbedre kvaliteten på filmene. "Når de viktigste tekniske problemene er løst, vil enhetene basert på todimensjonal TMD være de overordnede kandidatene for de nye helseteknologiene," sa Lei.

Tsinghua University-teamet inkluderer 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 forskningen er finansiert av 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 Basic Research Project.

####

Om Tsinghua University Press
Om Nano Research Energy

Nano Research Energy er lansert av Tsinghua University Press, med sikte på å være et internasjonalt, åpent og tverrfaglig tidsskrift. Vi vil publisere forskning på banebrytende avanserte nanomaterialer og nanoteknologi for energi. Den er dedikert til å utforske ulike aspekter ved energirelatert forskning som utnytter nanomaterialer og nanoteknologi, inkludert men ikke begrenset til energigenerering, konvertering, lagring, bevaring, ren energi osv. Nano Research Energy vil publisere fire typer manuskripter, dvs. Kommunikasjon, forskningsartikler, anmeldelser og perspektiver i en åpen tilgangsform.

Om SciOpen

SciOpen er en profesjonell åpen tilgangsressurs for oppdagelse av vitenskapelig og teknisk innhold publisert av Tsinghua University Press og dets publiseringspartnere, og gir det vitenskapelige publiseringsmiljøet innovativ teknologi og markedsledende evner. SciOpen tilbyr ende-til-ende-tjenester på tvers av manuskriptinnlevering, fagfellevurdering, innholdshosting, analyser og identitetsadministrasjon og ekspertrådgivning for å sikre utviklingen av hvert tidsskrift ved å tilby en rekke alternativer på tvers av alle funksjoner som tidsskriftlayout, produksjonstjenester, redaksjonelle tjenester, Markedsføring og kampanjer, nettfunksjonalitet osv. Ved å digitalisere publiseringsprosessen utvider SciOpen rekkevidden, utdyper virkningen og akselererer utvekslingen av ideer.

For mer informasjon, klikk her.

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

Hvis du har en kommentar, vær så snill Kontakt oss.

Utstedere av nyhetsutgivelser, ikke 7th Wave, Inc. eller Nanotechnology Now, er alene ansvarlig for nøyaktigheten av innholdet.

Bokmerke: