石墨烯传感器的生物应用

二维（2D）材料使制造商和研究人员能够彻底改变传感设备，并从具有挑战性的环境中获取极其精确的数据。在二维材料的商业和工业应用方面，石墨烯仍处于领先地位。基于石墨烯的传感元件具有巨大的理论导电性、机械柔韧性、光学透明性和生物兼容性，因此经常被考虑用于众多应用领域。

石墨烯传感器利用连续六边形晶格排列的碳原子单分子片作为活性传感元件或功能纳米粒子的基底。虽然基于这些结构的石墨烯传感器的许多潜在应用仍处于探索阶段，但功能性石墨烯传感器正越来越频繁地进入各种市场。

在本文中，Grolltex 将探讨石墨烯传感器在当前和不久的将来的一小部分生物化学应用。

石墨烯生物传感

典型的生物传感器由几个关键部件组成：生物受体、传感器和信号处理器。一般结构可获取生物指标，并将其转换为理化信号和电值进行处理。

石墨烯传感器已经在生物化学和生命科学应用领域取得了巨大成功，它可以通过偶联反应或物理吸附固定各种生物分子（抗体、酶等）。通过电化学信号处理，这些分子可被快速、可靠地检测出来，从而为实时定量检测感兴趣的生物分子提供了一种独特的方法，而无需使用昂贵的试剂和耗时的检测准备工作[1]。

石墨烯可穿戴设备

近年来，随着智能个人设备和先进的物联网（IoT）功能的出现，可穿戴技术的发展突飞猛进。石墨烯传感器具有优异的机电特性和超强的灵活性，正日益成为先进可穿戴技术研发（R&D）的前沿。

健康和保健是可穿戴设备的主要应用领域之一。智能手表现在能够监测压力水平，提供睡眠跟踪，甚至检测心房颤动（房颤）的早期症状。石墨烯传感器正准备进入这一细分市场，为监测从血压到血糖水平的各种健康参数建立新的平台。最近的研究表明，涂有生物活性量子点（QDs）的石墨烯传感器可作为自供电的脉搏血氧仪，连续监测血容量的变化[2]。

DNA 传感

石墨烯传感器在生物传感研究中取得的成功为石墨烯基纳米材料在 DNA 检测中的广泛应用奠定了基础。石墨烯传感器具有极高的灵敏度和特异性，被认为在先进的 DNA 测序和聚合酶链反应 (PCR) 方法领域具有突出的潜力。由于原始石墨烯单层在 DNA 检测的典型条件下（如疏水性）存在固有的局限性，因此首先需要进一步研究石墨烯基纳米结构（如孔和带）的合成[3]。

来自 Grolltex 的石墨烯传感器

Grolltex 是美国通过化学气相沉积 (CVD) 生成石墨烯的最大商业生产商。我们可协助将石墨烯沉积在各种基底上，以满足一系列下游应用的需要。

• 石墨烯传感器简介

如果您想了解有关石墨烯传感器新兴应用的更多信息，请务必在未来几周内访问我们的博客页面。或者，如果您对我们的二维材料代工表面和石墨烯结构合约制造有任何疑问，请立即联系 Grolltex 团队成员。

参考资料

[1] https://jnanobiotechnology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12951-018-0400-z

[2] https://www.nature.com/articles/d41586-019-03483-7

[3] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6222676/