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传感器与微系统（Transducer and Microsystem Technologies）
2017年第36卷第11期
DOI:10.13873/J.10009787 (2017)11-000604
量子点生物传感器及其在生物医学分析检测中的应用
国云，周敏
（甘肃省生物电化学与环境分析重点实验室省部共建生态环境相关高分子材料教育部重点实验室
西北师范大学化学化工学院，甘肃兰州730070
摘要：综述了基于新型半导体纳米材料一一量子点（QDs）的各种生物传感器如荧光生物传感器、微流控芯片生物传感器、光纤生物传感器、适配体生物传感器、分子马达生物传感器等的原理、特点，并对其在生
物医学分析检测中的应用与其发展的局限性与发展前景进行了综述。关键词：量子点；生物传感器；生物医学分析；应用
中图分类号：TP212.3
文献标识码：A
文章编号：1000-9787(2017)11-0006-04
Quantum dots-based biosensor and its application in biomedical
analysisanddetection
GUO Yun,ZHOU Min
( Key Laboratory of Bioelectrochemistry and Environmental Analysis of Gansu Province, Key Laboratory of Eco-Environmental-Related Polymer Materials,Ministry of Education
College of Chemistry and Chemical Engineering,Northwest Normal University,Lanzhou730070,China) Abstract: The principles, characteristics and application in analytsis and detection of different kinds of biosensors based on quantum dots ( QDs ), a new kind of semiconductor nanomaterials such as fluorescence differentspectrophotometer, microfluidics biosensor,fiber-optic biosensor, aptamer biosensor and molecular moton
biosensor are reviewed. The drawbacks and development prospect of these biosensors are commented as well Key words : quantum dots( QDs) ; biosensor; biomedical analytsis ; application
0引言
生物传感器是一种以固定化的生物原料或生物体充当敏感元件与适当的物理或化学换能器有机结合组成的一种先进分析检测装置1，集物理学、生命科学和分析化学等理论知识和科学技术于一体，是多学科交叉的产物"」。其研究历史可追溯到20世纪60年代。1967年，UpdikeSJ 和HicksGP成功实现了对葡萄糖氧化酶固定化膜同氧电股的组装，标志者世界上首种生物传感器，即葡萄糖酶电极的诞生[3]。现阶段，对生物传感器领域中的研究探索已取得一定的成果，相对于传统的分析检测方法，基于生物传感器的检测手段具有灵微度高、响应快、用量少以及成本低廉等诸多优点。基于生物传感器拥有特异性识别功能这一特点，可将其应用于复杂有机或生化样品中目标化合物的快速检测，也有望应用于生物活体分析领域
纳米技术的不断发展为生物传感器的发展带来了新的希望。将纳米材料与生物传感器更好地结合并应用于实际收稿日期：2016-10-10
*基金项目：国家自然科学基金地区基金资助项目（21167015）
样品的检测是无数科研工作者不断追求的目标。纳米材料的表面自由能和比表面积优于一般材料，同时，还具有种类丰富的表面功能基团以及良好的生物相容性等特性，因此，纳米材料极易与各种生物分子以及电极相结合，这是构建生物传感器的重要基石[4}，也是制备高效生物传感器和生物芯片最佳固定材料之一13]。基于纳米材料所特有的量子尺寸效应和表面效应，将纳米材料应用于传感器的构建可在一定程度上提高传感器的性能水平，且可应用于疾病诊断、食品和药物分析、发酵工业、环境质量监测以及生物芯片等诸多领域[6-18]。
量子点（quantumdots，QDs）是一种新型的半导体纳米材料，是一种三维团镁，由有限数目的原子组成。由于量子点自身尺寸大小介于微观原子团和宏观物质之间，使其具有区别于微观粒子和宏观物质之间的独特物理化学性质，主要表现为具有量子限域效应、量子尺寸效应、介电限域效应、库仑阻塞效应、表面效应以及宏观的量子隧道效应"。量子点是类球形的具有荧光性质的纳米晶体，常常被用作