光电化学型半导体生物传感器

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1、万方数据第20卷第4期2008年4月化学进展PROGRESSINCHEMISTRYV01．20No．4Apr．，2008光电化学型半导体生物传感器*彭芳1朱德荣2司士辉卜’肖辉1(1．中南大学化学化工学院长沙410083；2．广东医学院药学院东莞松山湖科技园地东莞523808)摘要光电化学型半导体生物传感器是一种利用半导体的光电特性来检测与光生电流或光生电压相关的待测物质浓度及生化过程参数的分析新技术。随着新型半导体功能材料及相关加工技术的不断涌现，光电化学型半导体生物传感器已在微型化、集成化、多点及多参数测量方面显现出优势，有望在复杂体

2、系中实现在线高灵敏、快速测定，在生物、医药、环境监测和食品等领域显示出广阔的应用前景。本文主要介绍了光电化学型半导体传感器的基本原理、特点及近几年的研究进展，并对其发展前景做了展望。关键词光电化学半导体生物传感器中图分类号：0657．1；TP'212．2；0649．3文献标识码：A文章编号：1005．281x(2008)04—0586．08PhotoelectrochemicaiSemiconductorBiosensorsPengFan91ZhuDeron92SiShihui1’’Xiaohui1(1．CollegeofChemistr

3、yandChemicalEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410083，China；2．SchoolofPharmacy。GuangdongMedicalCollege，SongshanLakeScienceandTechnologyIndustryPark，Dongguan523808，China)AbstractPhotoelectrochemicalsemiconductorbiosensorisanewkindofanalyticaltechnologyforthedetecti

4、onoftheconcentrationofanalytesandtheparametersofbiochemicalprocessesinrelationtophotocurrentorphotopotential．Photoelectrochemicalsemiconductorbioseneorshaveshowedadvantagesintheaspectsofmicromation，intergration，muhipointandmuhiparametermeasurementalongwiththeappearanceofn

5、ewsemiconductorfunctionalmaterialsandrelativetechnologies．Itishopefultoachievehighsensitivityandrapiddetectiononlineinthecomplicatedsystemsandfindthewideapplicationsinthefieldsofbiology，medicine，environmentmonitoring，foodstuffandSOon．Thebasicprinciple，characteristicsandre

6、searchprogressofphotoelectrochemiealsemiconductorbiosensorsarediscussedindetail．Theirfuturedevelopmentsarealsoprospected．Keywordsphotoelectrochemistry；semiconductors；biosensors1引言半导体是介于导体和绝缘体之间、电导率在10’10一104n～·cm一之间的物质。它与金属的重大差别在于在被电子完全充满的价带(E小)顶和未充满或半充满的导带(E曲)底之间存在一带隙(Ek

7、)，使得价带电子态与导带电子态之间的相互作用减弱。正是由于半导体带隙的存在使得其具有特殊的光电化学性质，受到光激发后半导体的价带电子吸收光能进入导带并在价带中留下空穴，从而产生光生自由载流子对——电子空穴对。电子空穴对一经分离便可形成光电压，并在外电路形成光电流。在测量范围内传感器的输出光电流或光电压通常与待测量存在一定的线性关系，因此通过测量光生电流或光生电压便可检测待测量。光电化学型半导体生物传感器就是这样一种利用半导体的光电特性来检收稿：2007年4月，收修改稿：2007年6月*国家自然科学基金项目(No．20475065)和中南大

8、学粉末冶金国家重点实验室开放基金项目资助**通讯联系人e—mail：sishihui@mail．c叭．edu．en万方数据第4期彭芳等光电化学型半导体生物传感器测与光生电流或光生电压相关的生化