5、新冠病毒纳米生物传感器的应用与进展

新冠病毒纳米生物传感器的应用与进展

在抗击新冠疫情的过程中，纳米生物传感器发挥了重要作用。本文将介绍几种常见的纳米生物传感器及其在新冠病毒检测中的应用。

1. 电化学纳米生物传感器

电化学纳米生物传感器有众多应用。它通过将生物识别事件与电极探针结合来产生电信号。其电极具有半导体、介电和电荷分布等特性，这些都是重要的考量因素。为改变功能类别，需要对纳米结构或纳米材料进行表面修饰。将纳米材料集成到表面可提高纳米生物传感器的体积/表面积比和选择性，对生物检测应用大有裨益。

大多数纳米生物传感器使用电阻、电位或阻抗探针来检测感染和病毒。当目标物质附着在电极表面时，会发生电化学电导率或电阻变化，这就是纳米生物传感器的工作原理。电极表面的生物反应中电子的消耗或产生会产生电化学信号，从而能够实时、高灵敏度地评估大样本中的单一化学物质。其主要检测机制是化学增敏导致的分子化学吸附改变电导率，检测目标样本中的任何病毒都需要使用带有生物受体的探针。

研究人员采用了多种电化学检测方法，如场效应晶体管（FETs）、生物电识别测试（BERA）、电化学阻抗谱（EIS）、安培法、循环伏安法或电导率测试，来识别不同类型的冠状病毒。

流感是由包括正粘病毒科在内的包膜RNA病毒引起的急性传染病。根据病毒结构（离子通道、底物和膜蛋白），流感分为四种不同亚型。甲型流感病毒表面的血凝素（HA）和神经氨酸酶（NA）两种蛋白质用于对病毒不同毒株进行分类，如引发2009年猪流感大流行和1918年流感大流行的A/H1N1就是研究较多的甲型流感病毒亚型。此外，对甲型流感病毒亚型H5N1、H7N7和H7N9（均为禽流感病毒）也有大量研究。利用纳米结构和各种纳米材料，如磁性氧化铁纳米颗粒，可将生物