今年以來(lái)，新冠肺炎(COVID-19)疫情在全球范圍迅速蔓延，雖然在中國(guó)已得到了有效控制，但在北美和東南亞國(guó)家仍然十分嚴(yán)重，并呈現(xiàn)控制-反彈現(xiàn)象。這對(duì)全人類的身心健康、社會(huì)秩序、經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)了嚴(yán)重影響。截至北京時(shí)間7月30日，據(jù)世界衛(wèi)生組織發(fā)布的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，全球累計(jì)新冠肺炎確診病例超過(guò)1655萬(wàn)例，死亡人數(shù)達(dá)65萬(wàn)，并且這些數(shù)據(jù)仍在不斷攀升。在控制病原體引發(fā)的流行病傳播過(guò)程中，能否在第一時(shí)間實(shí)現(xiàn)高效檢測(cè)和有效隔離是阻止疫情擴(kuò)散的關(guān)鍵。因此，針對(duì)病原體(細(xì)菌、病毒等)發(fā)展有力的檢測(cè)技術(shù)顯得十分重要。
隨著納米科學(xué)和納米技術(shù)的快速發(fā)展，利用納米材料輔助生物傳感器以提升檢測(cè)性能備受關(guān)注。納米石墨烯具有優(yōu)良的光、電理化特性，在過(guò)去的十多年中，基于石墨烯的光學(xué)、電化學(xué)生物傳感器得到了大力發(fā)展。石墨烯生物傳感器具有檢測(cè)對(duì)象廣、功能可調(diào)、信號(hào)轉(zhuǎn)換方便、靈敏度高等優(yōu)勢(shì)，在病原體檢測(cè)方面已被逐漸研究和報(bào)道。其傳感原理和相關(guān)技術(shù)在其它類型生物傳感器的構(gòu)建中亦可借鑒。
近日，湘潭大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院馮波教授團(tuán)隊(duì)和長(zhǎng)沙理工大學(xué)化學(xué)與食品工程學(xué)院卿志和副教授，基于其在生化傳感方面的研究基礎(chǔ)，針對(duì)石墨烯生物傳感器在病原體檢測(cè)方面的研究進(jìn)展，在國(guó)際生物傳感領(lǐng)域頂級(jí)期刊Biosensors and Bioelectronics (IF: 10.257) 上發(fā)表了題為“Graphene biosensors for bacterial and viral pathogens”的綜述文章。該綜述總結(jié)了用于病原體(細(xì)菌和病毒)檢測(cè)的石墨烯生物傳感器的發(fā)展，主要包括納米石墨烯材料的制備、性質(zhì)和生物功能化修飾，以及石墨烯生物傳感器的構(gòu)建及其工作機(jī)理、檢測(cè)性能等，并討論了該領(lǐng)域目前面臨的的挑戰(zhàn)以及未來(lái)的發(fā)展方向，以促進(jìn)病原體高效檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展。
圖1、石墨烯生物傳感器的功能化及其對(duì)病原體的檢測(cè)技術(shù)。
該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、湖南省自然科學(xué)基金、湖南省教育廳研究基金的資助。文章第一作者為湘潭大學(xué)研究生蔣子欣，通訊作者為湘潭大學(xué)馮波教授、卿太平博士，以及長(zhǎng)沙理工大學(xué)卿志和副教授。
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