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英文原题：Recent advances in photoelectrochemistry-coupled dual-modal biosensors: From constructions to biosensing applications

第一作者：董予翔博士

通讯作者：叶常青教授、宋延林教授

作者：董予翔、王伟飒、叶常青、宋延林

       过去数十年中，人们对检测需求的显著增加推动了一系列新型分析技术的发展。光电化学(PEC)分析技术以其灵敏度高、操作简单、易于微型化等优点在分析领域备受关注。然而PEC分析法所固有的单信号读取模式致使检测过程存在抗干扰能力弱、背景较高以及出现假阳性或假阴性错误的可能。为了进一步提高PEC分析的准确性和可靠度，研究者尝试将比率检测和双模式检测策略引入PEC分析。比率测定法包括波长分辨比率检测和电位分辨比率检测两种模式。然而，对于波长分辨PEC传感器，波长选择性光活性材料至关重要。同时，检测过程需要对两种光活性材料进行连续的光谱照射以产生两种可分辨的光电流，这在一般的PEC仪器中难以实现。至于电位分辨PEC传感器，需要使用两种具有不同光电流极性的PEC活性基底以产生可区分的光电流信号，这种检测模式受限于材料种类少而难以广泛应用。此外，当产生的两个光电流信号之间的距离过近时，PEC比率分析仍可能面临信号串扰的问题。与比率测定法相比，PEC耦合的双模式检测是最近提出的另一种可有效减少外部干扰的方法，其中双响应信号可以通过两种完全不同的机制和独立的信号转导途径(光、电和热等)获得。将PEC检测方法与另一种信号传导通道（如电化学、比色、电化学发光和荧光）相结合，所构建的双模式传感平台不仅结合了每种检测模式固有的优势，而且检测结果可相互验证。因此，PEC耦合的双模式传感策略已逐步引起研究者的兴趣。

       本文概述了PEC耦合的双模式生物传感器的最新进展（Fig.1）。首先，讨论了PEC生物传感器的基本理论、特性和优势。接下来，我们列举并分类了用于构建PEC耦合的双模式生物传感器的基质或探针。随后，总结了不同类型PEC耦合的双模式生物传感器的构建策略，包括PEC-电化学生物传感器、PEC-比色生物传感器、PEC-电化学发光生物传感器、PEC-荧光生物传感器等。此外，本文展示了这些PEC耦合的双模式生物传感器的应用，并讨论了主要挑战和未来前景。

图1 Schematic illustration of the materials, constructions and applications of PEC-coupled dual-modal biosensors

Recent advances in photoelectrochemistry-coupled dual-modal biosensors: From constructions to biosensing applications

Yuxiang Dong, Weisa Wang, Changqing Ye*, Yanlin Song*

Nano Res. 2024, 17: 5512–5528.

Published Online: 29 February 2024

原文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s12274-024-6484-x