納米ZnO基葡萄糖生物傳感器

近年來(lái)，隨著納米材料的合成工藝與表征技術(shù)的飛速發(fā)展，研究者們將目光更多地集中在利用功能納米材料提升生物傳感器的性能。在眾多納米材料中，氧化鋅（ZnO）被視為是極具潛力的候選者之一。這是由于ZnO豐富的納米結(jié)構(gòu)與形貌（例如：顆粒、線、棒、針、管、帶、四針狀、花狀等）、極大的傳感表面積、高化學(xué)穩(wěn)定性、直接帶隙寬禁帶（3.37eV）、高激子束縛能（60meV）、高電子遷移率（210cm2/Vs）、優(yōu)異的壓電及紫外防護(hù)性能以及良好的生物相容性。此外，ZnO具有較高的等電點(diǎn)（IEP=9.5），有利于通過(guò)靜電作用吸附等電點(diǎn)較低的蛋白質(zhì)分子。因此，ZnO納米材料在構(gòu)建酶生物傳感器方面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。

生物傳感器作為一種分析器件，通常包含生物基質(zhì)（酶、抗體、核酸、微生物等）以及換能器（電化學(xué)型、光學(xué)型、聲學(xué)型/機(jī)械型、壓電型等）2部分，可以將生物信息轉(zhuǎn)換成可探測(cè)的信號(hào)[1，2]。其中，酶分子作為傳感基元具有特異性以及較高催化性能，通過(guò)物理吸附、化學(xué)交聯(lián)等固定技術(shù)集成在不同的換能器上，成功構(gòu)建了酶生物傳感器，并被應(yīng)用在疾病診斷、醫(yī)療健康、食品工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防軍事以及環(huán)境監(jiān)控等重要領(lǐng)域。葡萄糖在大量生物化學(xué)途徑中均扮演著重要角色，例如糖酵解等。人體血液中較高的葡萄糖濃度預(yù)示著糖尿病的潛在危險(xiǎn)。因此，為了探測(cè)葡萄糖濃度的重要性以及酶氧化葡萄糖分子的典型性，研究者們開(kāi)發(fā)出了多種多樣的葡萄糖生物傳感器。葡萄糖傳感器的主要工作原理是：葡萄糖+O2→葡萄糖酸+H2O2；H2O2→O2+2H++2e-。本文將基于不同的器件類型，系統(tǒng)地介紹ZnO基葡萄糖生物傳感器的發(fā)展歷史以及最新進(jìn)展；同時(shí)，針對(duì)納米技術(shù)的改進(jìn)對(duì)傳感器性能的提升進(jìn)行了著重討論。通過(guò)顯著突出ZnO納米材料基生物傳感器的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，幫助廣大研究者們?cè)赯nO納米材料的研究領(lǐng)域以及高性能生物傳感器件的研發(fā)道路上走的更遠(yuǎn)。

一、電化學(xué)型ZnO基葡萄糖生物傳感器

電化學(xué)型生物傳感器最為常見(jiàn)，因?yàn)槠淦毡榫哂休^高的靈敏度、較寬的探測(cè)范圍、實(shí)時(shí)響應(yīng)能力、構(gòu)建工藝簡(jiǎn)單、可重復(fù)性高、成本低廉等一系列優(yōu)勢(shì)。在眾多電化學(xué)探測(cè)手段中，電流法、電壓法、循環(huán)伏安法（CV）、電化學(xué)阻抗法（EIS）等常被用于生物傳感器的電化學(xué)過(guò)程表征[3]。電流法測(cè)量技術(shù)通常可以在傳感器輸出信號(hào)與探測(cè)底物濃度之間獲得線性關(guān)系，然而電壓法常常因信號(hào)與濃度間的半對(duì)數(shù)關(guān)系而受限于相對(duì)較低的靈敏度。

1.ZnO單一納米結(jié)構(gòu)用于葡萄糖酶分子固定

納米結(jié)構(gòu)的物理、化學(xué)以及表面性能決定著酶分子的固定方式、工作環(huán)境甚至是傳感器的最終性能[4]。目前已經(jīng)證實(shí)，相比于二氧化鈦（TiO2），ZnO納米結(jié)構(gòu)在酶的吸附以及酶的生物電化學(xué)過(guò)程等方面具有眾多優(yōu)勢(shì)[5]。除此之外，ZnO納米結(jié)構(gòu)擁有較高的比表面積有利于大量葡萄糖酶分子的固定，以及更多的活性位點(diǎn)用于保證酶分子的催化活性。

在傳統(tǒng)的酶電極構(gòu)建工藝當(dāng)中，ZnO納米結(jié)構(gòu)通常被轉(zhuǎn)移至工作電極表面以形成一層薄膜。通過(guò)氣相輸運(yùn)法合成的四針狀納米ZnO被轉(zhuǎn)移至標(biāo)準(zhǔn)金電極的表面，形成了多終端的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)用于固定葡萄糖酶分子（圖1）。四針狀納米ZnO形成的三維結(jié)構(gòu)有效地提升了傳感器的葡萄糖探測(cè)靈敏度至25.3μA/（mmol/L·cm2）并獲得了低至4μM的探測(cè)下限，同時(shí)器件還表現(xiàn)出來(lái)較寬的線性范圍（0.005～6.5mmol/L）以及良好的穩(wěn)定性。這不僅歸因于將單一準(zhǔn)一維的四針狀納米ZnO堆積形成的三維空間結(jié)構(gòu)，而且歸因于多終端的電子輸運(yùn)特性。此外，基于尺寸小于100nm的ZnO納米顆粒的葡萄糖生物傳感器表現(xiàn)出了更寬的線性范圍（0.0091～14.5mmol/L）。米氏常數(shù)（）通過(guò)計(jì)算為0.124mmol/L，表明ZnO納米顆粒為葡萄糖酶分子提供了良好的生物相容環(huán)境以保證其活性，同時(shí)在酶分子與電極直接提供了電子傳輸路徑。在人體血清中的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了該種傳感器的實(shí)際應(yīng)用可信度高達(dá)95%。由氣相輸運(yùn)法合成的ZnO納米梳同樣被采用作為電極材料以固定葡萄糖酶分子。該種傳感器的靈敏度為15.33μA/（mmol/L·cm2），米氏常數(shù)為2.19mmol/L。單晶ZnO納米梳提供了大量的電子輸運(yùn)通道，很大程度上提升了傳感器的性能。另外，由靜電紡絲法制備的直徑約為195～350nm的ZnO納米纖維同樣被葡萄糖酶分子修飾，構(gòu)建成為葡萄糖生物傳感器。

除了轉(zhuǎn)移ZnO納米材料至電極表面之外，直接在換能器電極表面生長(zhǎng)ZnO納米結(jié)構(gòu)的方法同樣受到了很大的關(guān)注。通過(guò)水熱合成法，ZnO納米棒陣列被直接生長(zhǎng)在標(biāo)準(zhǔn)金電極表面。在pH=7.4的PBS緩沖液中，帶有負(fù)電的葡萄糖酶分子通過(guò)靜電相互作用被固定在帶有正電的ZnO上。構(gòu)建的傳感器展示出0.01～3.45mmol/L的線性范圍以及23.1μA/（mmol/L·cm2）的靈敏度。當(dāng)有Nafion膜覆蓋在工作電極表面時(shí)，傳感器相對(duì)于尿酸與抗壞血酸表現(xiàn)出優(yōu)異的選擇性，證實(shí)了Nafion膜相對(duì)于大多數(shù)陽(yáng)離子干擾物的保護(hù)作用。此外，通過(guò)控制在硅/銀電極表面直接生長(zhǎng)的ZnO納米棒的縱橫比，獲得了最優(yōu)化的傳感器性能。通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，縱橫比為60的器件表現(xiàn)出來(lái)最高的靈敏度〔110.76μA/（mmol/L·cm2）〕、最低的米氏常數(shù)（0.137mmol/L）以及小于1s的反應(yīng)時(shí)間。這些數(shù)據(jù)表明擁有較大比表面積的ZnO納米棒陣列可以為更多的葡萄糖酶分子提供有利的微環(huán)境，同時(shí)提供有效的電子傳輸通道。值得注意的是，直接生長(zhǎng)獲得的整齊排列ZnO納米棒陣列相較與隨機(jī)分布的ZnO納米棒表現(xiàn)出更加優(yōu)異的傳感性能。這是由于整齊排列的單晶納米棒更有利于電子的各向異性運(yùn)動(dòng)，電子為了最終抵達(dá)塊狀電極僅需要沿著單根棒從上至下的傳輸，而不是從一根棒注入至另一根。當(dāng)ZnO納米棒陣列被生長(zhǎng)在金覆蓋的聚酯基底上時(shí)，可彎曲的柔性傳感器便被成功構(gòu)建出來(lái)，驗(yàn)證了基于ZnO納米材料構(gòu)建輕量化、柔性、高性能生物傳感器件的可行性。

在另一工作中，分別基于轉(zhuǎn)移的ZnO和直接生長(zhǎng)的ZnO同時(shí)構(gòu)建了2種生物傳感器，以探求不同器件構(gòu)建工藝對(duì)最終性能的影響（圖2）。經(jīng)比較，基于后者的傳感器具有更加優(yōu)異的性能，并證實(shí)納米材料與電極表面之間界面的重要性。然而，還有另外一個(gè)至關(guān)重要的界面存在于生物傳感器內(nèi)部。它就是納米材料與酶分子之間的界面，同樣可以對(duì)器件的性能產(chǎn)生重大影響。因此，學(xué)者們針對(duì)共價(jià)結(jié)合固定酶分子于ZnO納米棒的表面，研究了不同耦合試劑的效果。相比于（3-aminopropyl） trimethoxysilane（APTMS）以及（3-aminopropyl） trimethoxysilane（APTMS），使用（3-aminopropyl） methyldiethoxysilane（APS）作為交聯(lián)劑的葡萄糖傳感器表現(xiàn)出了最高的靈敏度和最低的米氏常數(shù)。這歸因于APS當(dāng)中大量的C-N鍵以及其較低電子輸運(yùn)阻抗。

除常見(jiàn)的ZnO納米棒陣列之外，一些研究小組同樣實(shí)現(xiàn)了將葡萄糖酶分子固定在更加復(fù)雜的ZnO納米結(jié)構(gòu)之上以構(gòu)建傳感器。例如，高取向單晶ZnO納米管陣列通過(guò)兩步法在氧化銦錫（ITO）導(dǎo)電玻璃表面獲得成功制備。而基于該納米結(jié)構(gòu)的傳感器展示出0.01～4.2mmol/L的線性范圍以及30.85μA/（mmol/L·cm2）的靈敏度。通過(guò)化學(xué)腐蝕電化學(xué)沉積在金表面的ZnO納米棒，同樣獲得了類似的ZnO納米管陣列，并通過(guò)交聯(lián)法將葡萄糖酶分子修飾在了其表面。構(gòu)建的傳感器表現(xiàn)出0.05～12mmol/L的線性范圍以及21.7μA/（mmol/L·cm2）的靈敏度。上述提到的2種基于ZnO納米管陣列的傳感器相對(duì)于ZnO納米棒，在各個(gè)性能指標(biāo)上都具有明顯的優(yōu)勢(shì)。這是由于多孔的結(jié)構(gòu)可以提供更大面積的平滑表面。更重要的是，納米管陣列獨(dú)特的三維結(jié)構(gòu)可以防止葡萄糖酶分子的堆垛，并允許雙氧水（H2O2）分子更快地?cái)U(kuò)散至電極表面并有效地得到氧化。此外，金字塔狀多孔ZnO納米結(jié)構(gòu)、生長(zhǎng)在玻璃毛細(xì)管針尖上的200nm厚薄片狀納米ZnO、復(fù)制蘋(píng)果肉及蘋(píng)果皮微觀結(jié)構(gòu)而獲得的多孔狀ZnO生物形貌納米材料也分別被采用來(lái)修飾電極以固定酶分子，并成功構(gòu)建了葡萄糖生物傳感器。

2.ZnO復(fù)合納米結(jié)構(gòu)用于酶分子固定

作為一種無(wú)機(jī)——有機(jī)復(fù)合物，介孔ZnO-殼聚糖材料被應(yīng)用在構(gòu)建針尖狀葡萄糖生物傳感器，從而證實(shí)了采用一維納米結(jié)構(gòu)作為分立的生物傳感探針的可行性以及其在微生物或單細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域潛在的應(yīng)用價(jià)值。此外，核殼結(jié)構(gòu)ZnO-殼聚糖/聚乙烯醇復(fù)合物被應(yīng)用于構(gòu)建電壓法葡萄糖傳感器。該器件表現(xiàn)出快速的表面控制氧化還原化生反應(yīng)，線性范圍為2μmol/L～1.2mmol/L，探測(cè)下限低至0.2μmol/L，靈敏度大于0.04V/μmol/L。這歸因于ZnO納米顆粒的高催化性能以及核殼復(fù)合結(jié)構(gòu)的出色酶分子固定能力。ZnO外層包裹的有機(jī)材料有利于為酶分子提供良好的微環(huán)境，因而增強(qiáng)了生物傳感器件的性能。

金屬納米顆粒已被證實(shí)具有大比表面積、高表面活性、優(yōu)異的電子傳輸特性、出色的生物分子附著能力以及良好的生物相容性。通過(guò)簡(jiǎn)單、溫和的水熱方法，金晶體顆粒被生長(zhǎng)在ZnO納米棒的表面，并通過(guò)化學(xué)交聯(lián)法后續(xù)被應(yīng)用于葡萄糖酶分子的固定。ZnO與金之間界面處存在的肖特基勢(shì)壘阻礙了電子從ZnO向酶的反向注入，從而大大提升了ZnO導(dǎo)帶處的電子濃度，改善了葡萄糖傳感器的工作效率。通過(guò)多步的化學(xué)合成，金/銀（Au/Pt）復(fù)合物被修飾在ZnO納米棒的表面，構(gòu)建成為電流型傳感器。由于多種具備高電催化性能材料的復(fù)合，傳感器展示出1.8μmol/L～5.15mmol/L的線性范圍以及0.6μmol/L的探測(cè)下限。另外，周期性的ZnO-金復(fù)合物、腐蝕法獲得的多刺的ZnO-銅復(fù)合物、水熱法合成的氧化鎳（NiO）修飾ZnO復(fù)合物、多孔狀的鈷摻雜ZnO納米團(tuán)簇均被應(yīng)用至葡萄糖酶電極的構(gòu)建當(dāng)中。

近年來(lái)，諸如石墨烯和碳納米管等先進(jìn)碳材料掀起了一陣又一陣的研究熱潮，由于他們出色的物理化學(xué)性能，ZnO納米材料與他們復(fù)合在一起，同樣在生物傳感領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。石墨烯-ZnO納米顆粒復(fù)合物實(shí)現(xiàn)了葡萄糖酶分子的直接電子轉(zhuǎn)移。僅使用單一的前驅(qū)反應(yīng)源，在200℃溫度下，即可在層狀石墨烯表面原位生長(zhǎng)ZnO納米顆粒。二者的復(fù)合物還相對(duì)于大腸桿菌以及革蘭氏陰性菌表現(xiàn)出了極強(qiáng)的抗菌性能，證實(shí)了該種復(fù)合物在生物傳感以及生物工程領(lǐng)域的潛在應(yīng)用價(jià)值。此外，ZnO納米顆粒、海綿狀ZnO、ZnO微米花等通過(guò)電化學(xué)沉積法分別修飾在了多壁碳納米管和還原氧化石墨烯的表面，而基于上述復(fù)合物的葡萄糖傳感器均表現(xiàn)出具有快速電子轉(zhuǎn)移特性的優(yōu)異電催化性能。即使是通過(guò)碳化，使ZnO納米線陣列表面覆蓋上一層高電導(dǎo)率、高化學(xué)穩(wěn)定性的碳膜，循環(huán)伏安結(jié)果顯示電極展現(xiàn)了一對(duì)清晰的氧化還原峰，表明實(shí)現(xiàn)了葡萄糖酶分子的快速直接電化學(xué)過(guò)程。

二、場(chǎng)效應(yīng)型ZnO基葡萄糖生物傳感器

1.基于場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FET）

將場(chǎng)效應(yīng)晶體管轉(zhuǎn)化為生物傳感器通常需要將金屬門(mén)電極替換為具有生物敏感性的表面，該表面將與待分析物的溶液直接接觸。近些年來(lái)，具有小型化、快響應(yīng)、無(wú)標(biāo)記、高靈敏度、實(shí)時(shí)響應(yīng)、可大批量生產(chǎn)以及可芯片集成等特性的場(chǎng)效應(yīng)晶體管型酶基生物傳感器（ENFET）研究取得了巨大進(jìn)展。ENFET來(lái)源于離子敏感型場(chǎng)效應(yīng)晶體管（ISFET），其門(mén)電極表面溶液中的離子產(chǎn)生的局域電勢(shì)可導(dǎo)致電導(dǎo)的變化。當(dāng)探測(cè)底物出現(xiàn)時(shí)，酶分子遵從劑量效應(yīng)對(duì)其產(chǎn)生催化響應(yīng)從而相應(yīng)地改變門(mén)電極附近的pH值，ISFET便實(shí)現(xiàn)了向ENFET的轉(zhuǎn)變。目前，利用ENFET已經(jīng)對(duì)葡萄糖、尿酸等一系列生物小分子實(shí)現(xiàn)了精確探測(cè)。大量研究主要圍繞著硅納米材料、金納米線和碳納米管，只有一少部分關(guān)注金屬氧化物半導(dǎo)體。然而，硅納米材料的不穩(wěn)定表明其極易被氧化，進(jìn)而降低器件的可信度與穩(wěn)定性。金的高成本以及碳納米管的手性和缺陷問(wèn)題都未解決。因此，金屬氧化物半導(dǎo)體成為極具潛質(zhì)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管生物傳感器門(mén)電極材料。

CVD爐合成的單根ZnO納米線被固定有電子束曝光獲得的鈦/金電極上。隨后，電極表面被聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）鈍化以防止漏電流的產(chǎn)生。對(duì)于構(gòu)建的FET，變換不同的門(mén)電壓，漏電流與源漏電壓成固定的函數(shù)關(guān)系，同時(shí)開(kāi)關(guān)比達(dá)到約4.6×106，電導(dǎo)率達(dá)到約8.2nS。傳感性能表明n型ZnO納米線在不經(jīng)摻雜的情況下可以構(gòu)建FET型生物傳感器（圖3）。除此之外，規(guī)則的ZnO納米棒陣列也通過(guò)水熱法選擇性地生長(zhǎng)在特定門(mén)電極區(qū)域。通過(guò)共價(jià)交聯(lián)法或靜電吸附法，大量葡萄糖酶分子被固定在ZnO表面，最終成功構(gòu)建酶修飾半導(dǎo)體金屬氧化物門(mén)電極的FET型生物傳感器。

2.基于高電子遷移率晶體管（HEMT）

高電子遷移率晶體管（HEMT）具有極高的二維電子氣（2DEG）遷移率與飽和遷移速率，作為潛在的傳感器構(gòu)建平臺(tái)，具有很大的研究?jī)r(jià)值。在探測(cè)中，任何細(xì)微的外界環(huán)境變化都將影響其表面電荷狀態(tài)，并最終導(dǎo)致2DEG濃度的變化，因而漏電流也會(huì)隨之產(chǎn)生相應(yīng)的變化。

基于氮化鎵鋁/氮化鎵的HEMT的性能，壓電效應(yīng)和氮化鎵鋁與氮化鎵層之間的自發(fā)極化而具有高電子濃度的輸運(yùn)通道。當(dāng)ZnO納米棒陣列通過(guò)較低溫的水熱沉積被修飾在其門(mén)電極區(qū)域時(shí)，器件的傳感面積得到了大幅度的提升。當(dāng)葡萄糖在葡萄糖酶的催化下發(fā)生反應(yīng)時(shí)，ZnO表面的電荷發(fā)生變化，繼而導(dǎo)致漏電流發(fā)生變化，并最終經(jīng)過(guò)HEMT的放大作用而輸出傳感信號(hào)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明源漏電流響應(yīng)時(shí)間小于5s，探測(cè)極限低至0.5nmol/L。此外，類似地ZnO納米線修飾門(mén)電極的方法也被應(yīng)用在砷化鎵鋁/砷化鎵HEMT器件上（圖4）。該種器件中的電子相比于上文提到的氮化鎵鋁/氮化鎵的HEMT更容易受到激發(fā)，這是由于砷化鎵的帶隙（1.42eV）窄于氮化鎵（3.44eV）。同時(shí)，額外的硅摻雜砷化鎵覆蓋層不僅增強(qiáng)了門(mén)電極的穩(wěn)定性，而且改善了載流子在覆蓋層內(nèi)的輸運(yùn)性能。因此，器件具有非?？捎^的傳感性能。低能耗、小型化、快響應(yīng)以及低成本等特性無(wú)疑使HEMT成為極具吸引力的生物傳感發(fā)展領(lǐng)域。HEMT技術(shù)、納米技術(shù)與生物傳感技術(shù)的相互結(jié)合將為未來(lái)面向臨床使用的新型生物傳感器件鋪設(shè)一條寬廣的道路。

三、展望與挑戰(zhàn)

ZnO納米材料作為橋梁，有機(jī)地將生物傳感器中的生物受體和換能器聯(lián)系在一起。然而，面向于設(shè)計(jì)高效率、小型化、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸、可移植診斷器件，無(wú)疑還有大量的挑戰(zhàn)急需解決。

在材料合成方面，通過(guò)控制材料維度尺寸、形貌和性能，積極制備新穎的ZnO納米結(jié)構(gòu)將有利于ZnO納米材料的多樣化應(yīng)用。面向這樣的目標(biāo)，諸如電子束曝光、分子束外延、磁控濺射、納米壓印等新興技術(shù)手段均被應(yīng)用在ZnO納米結(jié)構(gòu)的制備上。此外，創(chuàng)新的ZnO納米復(fù)合物，諸如無(wú)機(jī)——有機(jī)以及金屬-半導(dǎo)體復(fù)合物等均獲得著重的發(fā)展以獲得獨(dú)一無(wú)二的結(jié)構(gòu)和新穎的性能結(jié)合。目前，最重要的問(wèn)題就是明確解決不同的納米結(jié)構(gòu)如何作用、影響最終的器件性能。進(jìn)而，便可以以器件性能為導(dǎo)向，設(shè)計(jì)納米結(jié)構(gòu)的合成方案與工藝。

在獲得理想的納米結(jié)構(gòu)之后，還需考慮材料的集成工藝。以FET傳感器為例，將合成的納米材料精確固定在預(yù)期的電極位置是至關(guān)重要的。但靠運(yùn)氣隨機(jī)分散納米材料在電極表面并進(jìn)行篩選是目前最常見(jiàn)的方法之一。因而，要解決納米材料的操控和精確位置固定的問(wèn)題，需要引入介電泳技術(shù)（DEP）或納米操控系統(tǒng)以控制和擺放納米材料，同時(shí)使用聚焦離子束（FIB）等手段進(jìn)行納米材料的固定。

納米ZnO-酶結(jié)構(gòu)系統(tǒng)針對(duì)于生物分子的探測(cè)具有大量的優(yōu)勢(shì)，該方向的研究也必將有利于納米材料基生物傳感技術(shù)的臨床應(yīng)用。在未來(lái)幾年內(nèi)，期待看到更多基于納米ZnO-酶結(jié)構(gòu)生物傳感器的商業(yè)化進(jìn)展。通過(guò)將ZnO納米線陣列基生物傳感器與全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)（GSM）集成，很高興地看到遠(yuǎn)程葡萄糖濃度監(jiān)控已經(jīng)被成功實(shí)現(xiàn)[10]。傳感數(shù)據(jù)可以通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，并最終匯聚至監(jiān)控中心。該應(yīng)用將大大減少醫(yī)療成本，并為最終實(shí)現(xiàn)病人的遠(yuǎn)程診斷與治理打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

四、結(jié)語(yǔ)

做為酶固定載體的ZnO納米材料已經(jīng)被充分證實(shí)在生物傳感領(lǐng)域擁有巨大的潛質(zhì)?；赯nO納米材料的酶生物傳感器通常具有較高的性能，這主要?dú)w因于以下幾點(diǎn)：首先，通過(guò)可控合成獲得的多種形貌ZnO納米結(jié)構(gòu)具有大比表面積，因而可以提供更多的酶附著位點(diǎn)；其次，ZnO較高的等電點(diǎn)有利于通過(guò)靜電作用穩(wěn)定吸附酶分子；此外，ZnO納米結(jié)構(gòu)具有優(yōu)異的生物相容性，可以提供良好的微環(huán)境以保證酶的活性；最后，高品質(zhì)的ZnO晶體可以在酶與電極表面之間提供快速的電子傳輸通道。隨著更多ZnO納米結(jié)構(gòu)特性的發(fā)現(xiàn)不斷帶來(lái)大量的機(jī)遇，生物傳感領(lǐng)域必將取得更宏偉的進(jìn)展。

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