石墨烯生物传感器的限制与展望

石墨烯生物传感器之所以能得到如此广泛的关注和应用，与以下几点密切相关：石墨烯具有良好的生物相容性，不易与生物环境中的离子反应，对细胞蛋白质等无毒无害，还具有良好的抗腐蚀性质，可以与生物环境长期接触；石墨烯具有极大的比表面积，可以承载较多的分析物质；由于独特的电子结构，石墨烯同时具有金属和半导体性质，使得生物传感器信号转导具有更多可能性；石墨烯具有极高的载流子迁移率和电导率，使得石墨烯生物传感器更为灵敏；石墨烯可以和碱基的环形结构形成π-π堆垛，使得石墨烯可以很好地吸附单链DNA；石墨烯衍生物——氧化石墨烯和还原氧化石墨烯表面含有大量官能团，可以有效捕获生物分子，通过改变石墨烯的电导率、折射率等进行生物传感。

石墨烯的上述优点让科学工作者们热衷于其生物传感的应用研究，但石墨烯也受限于一些缺点：目前基于石墨烯的生物传感器重复性较差，这是由于在石墨烯基材料的生产过程中很难把控不同批次的质量和性质，特别是一些还原氧化石墨烯表面官能团的数量、石墨烯堆垛片层的数量很难得到精确的控制；将石墨烯转移到不同基底或镀膜到不同电极上，基底或电极表面的粗糙度会对石墨烯的性质有影响；虽然石墨烯生物相容性已经通过大量研究得以证明，但是石墨烯衍生物的毒性还有待研究和确认。(www.xing528.com)

总之，石墨烯生物传感器很大程度上还依赖于石墨烯的洁净程度、氧化还原程度、石墨烯层数、石墨烯本身缺陷、石墨烯掺杂程度等，这使得石墨烯生物传感器件的批量市场化应用受到一定限制。未来科学工作者们可以试着朝这些方面努力，推动石墨烯生物传感器的实际应用。