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西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院文丹課題組對近年來貴金屬氣凝膠材料在生物傳感領(lǐng)域的研究進(jìn)展和成果進(jìn)行了評述，簡要分析和介紹了貴金屬氣凝膠的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在生物傳感中的優(yōu)勢和作為納米酶、酶載體的具體研究結(jié)果，并對貴金屬氣凝膠用于生物傳感所面臨的諸多挑戰(zhàn)進(jìn)行了概況和展望。

氣凝膠是一類以氣體為分散相，具有高孔隙率、大比表面積、低密度的三維多孔材料，自20世紀(jì)30年代問世以來就得到了科學(xué)界和工業(yè)界的青睞，在隔熱、探測、傳感、物質(zhì)吸附、臨床診療等領(lǐng)域等到廣泛研究。貴金屬氣凝膠作為氣凝膠家族中最近面世的新成員，結(jié)合了貴金屬的良好的化學(xué)特性和氣凝膠的三維結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使其具有比貴金屬塊體材料更優(yōu)異的性能。

生命體的新陳代謝過程精密而復(fù)雜，伴隨著不同的生理活動和狀態(tài)會產(chǎn)生各種生物分子，而對這些生物分子的準(zhǔn)確、快速檢測是了解生命活動過程、檢測生物生理指標(biāo)、和部分疾病早期診斷的重要手段。此前已有大量的研究發(fā)展了不同的生物酶和納米酶，通過化學(xué)、電化學(xué)、光學(xué)等不同技術(shù)手段來檢測各類生物分子，使對生物分析的可靠、連續(xù)的生物傳感成為可能。為了追求更高的靈敏度、更寬的檢測范圍、更準(zhǔn)確的選擇性和更低的成本，研究人員發(fā)展了基于納米三維結(jié)構(gòu)的生物傳感器，這其中，貴金屬氣凝膠的獨(dú)特結(jié)構(gòu)和性質(zhì)也使其具有成為生物傳感器的潛力。

日前，中國西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院文丹教授和高唯副教授課題組對近年來貴金屬氣凝膠在生物傳感領(lǐng)域的研究進(jìn)展進(jìn)行了評述，并對其研究前景進(jìn)行了展望。簡要回顧了氣凝膠特別是貴金屬氣凝膠的發(fā)展歷史，著重介紹了貴金屬氣凝膠的低密度、高孔隙率、大比表面積、三維多孔等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和良好的化學(xué)性能；隨后總結(jié)了貴金屬氣凝膠用于生物傳感的主要作用——作為生物酶的載體，和直接作為納米酶來檢測不同的生物分子；繼而詳細(xì)闡述了典型的貴金屬氣凝膠在生物傳感的研究成果；最后對現(xiàn)有的研究成果進(jìn)行總結(jié)概況，并對未來研究的方向進(jìn)行了展望。研究者指出，提高和改善貴金屬氣凝膠的生物相容性、豐富貴金屬氣凝膠的組分、探究貴金屬氣凝膠的表面性質(zhì)對其傳感過程的影響、理清貴金屬氣凝膠對不同生物分子的選擇性、及構(gòu)建基于貴金屬氣凝膠的可穿戴生物傳感器件是未來貴金屬氣凝膠材料在生物傳感領(lǐng)域研究的重要方向。

雖然目前關(guān)于貴金屬氣凝膠的研究成果、特別是在生物傳感領(lǐng)域的研究報(bào)道還不是很多，但是研究者相信，隨著對貴金屬氣凝膠的理解和研究的不斷深入，其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢會使其在生物傳感領(lǐng)域大放異彩，也將為生物傳感器的發(fā)展注入新的活力。相關(guān)論文在線發(fā)表在VIEW上(DOI: 10.1002/VIW.20200124)。 

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https://doi.org/10.1002/VIW.20200124

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