光電化學(xué)傳感材料的制備及應(yīng)用進(jìn)展

黨藍(lán)圖， 宋夢(mèng)夢(mèng)， 胡成國(guó)

(生物醫(yī)學(xué)分析化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院，湖北武漢 430072)

1 前言

光電化學(xué)(PEC)傳感器是基于電極/溶液界面的光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移過程而發(fā)展起來的傳感器件，其基本工作原理是：電極表面的半導(dǎo)體材料被光信號(hào)激發(fā)，電子由價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶，產(chǎn)生電子-空穴對(duì)；當(dāng)電解質(zhì)溶液中存在電子給體或受體時(shí)，可導(dǎo)致電子與空穴分離，在外電路形成光電流及光電壓信號(hào)；基于待測(cè)物對(duì)光電化學(xué)反應(yīng)過程的影響，利用其濃度與光電流或光電壓之間的關(guān)系，即可建立待測(cè)物的光電化學(xué)定量分析方法。

光電化學(xué)傳感器在測(cè)量信號(hào)、檢測(cè)方法和儀器裝置等方面與電化學(xué)傳感器基本相同，但該傳感器使用光激發(fā)信號(hào)、采集電信號(hào)，因而能獲得更高的靈敏度和信噪比。對(duì)光電化學(xué)傳感器而言，選擇合適的半導(dǎo)體光電材料至關(guān)重要，這些材料的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)決定其分析性能和應(yīng)用范圍。本文將主要介紹光電化學(xué)傳感器常用的光電傳感材料的制備方法及其分析應(yīng)用領(lǐng)域。

2 光電化學(xué)傳感材料的制備及分析應(yīng)用

目前，光電化學(xué)傳感器中常用的光電傳感材料，包括碳基納米材料(如碳納米管、石墨烯、富勒烯)和金屬基光電轉(zhuǎn)換材料(如量子點(diǎn)、金屬氧化物和金屬納米顆粒)等。這些光電傳感材料具有各自獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，對(duì)各種類型的無(wú)機(jī)、有機(jī)和生物待測(cè)物均呈現(xiàn)良好的分析性能。

2.1 碳基納米材料

碳納米管、石墨烯、富勒烯和氮化碳等碳基納米材料，往往具有良好的光電活性或?qū)щ娦阅?，不僅可直接作為高效的光電轉(zhuǎn)換材料，也可以增強(qiáng)其它光電材料的轉(zhuǎn)換效率，在分析領(lǐng)域得到越來越多的重視。

2.1.1石墨烯石墨烯是一種單原子層厚度的二維碳納米材料，具有高比表面、高電子遷移率及良好的穩(wěn)定性等特性，能顯著改善許多金屬基半導(dǎo)體材料的光電響應(yīng)。其中，石墨烯與量子點(diǎn)的復(fù)合材料，兼具量子點(diǎn)的高轉(zhuǎn)換效率和石墨烯的高比表面、高導(dǎo)電性質(zhì)，在分析領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。Zhang等用水熱法合成了CdS-石墨烯納米片(CdS-GNS)復(fù)合膜，可用于對(duì)苯二胺的分析檢測(cè)[1]?；陬愃频姆椒ǎ琂iang等制備了還原氧化石墨烯-鋅鎘量子點(diǎn)復(fù)合材料(RGO-ZnxCd1-xS)，實(shí)現(xiàn)了Cu2+的光電化學(xué)檢測(cè)[2]。Tu等用帶負(fù)電的巰基乙酸(MPA)包裹硒化鎘(MPA-CdSe)，將其與帶正電的TiO2-RGO納米復(fù)合物進(jìn)行靜電組裝，得到具有高轉(zhuǎn)換效率的金屬半導(dǎo)體-石墨烯納米復(fù)合物，可用于癌胚抗原(CEA)的光電化學(xué)檢測(cè)[3]。Foo等采用氣溶膠輔助化學(xué)氣相沉積法(AACVD)合成了CdS，然后在修飾電極表面熱還原氧化石墨烯，得到CdS/RGO修飾碳布[4]或ITO電極[5]，可快速、靈敏地測(cè)定Cu2+。Chang等采用簡(jiǎn)單的水熱法制備出氧化石墨烯(GO)-ZnO-CdS復(fù)合材料，能利用金納米顆粒(Au NPs)標(biāo)記Y形DNA，實(shí)現(xiàn)Hg2+的高靈敏檢測(cè)[6]。同樣，Tang等采用水熱法合成了FeOOH-RGO復(fù)合材料，可作為光電活性材料，構(gòu)建前列腺特異抗原(PSA)的光電化學(xué)傳感器[7]。Bai等通過陰極電沉積在RGO/ITO表面修飾CdTe，可對(duì)痕量鄰苯二酚進(jìn)行檢測(cè)[8]。Zhang等用簡(jiǎn)單的溶液混合法合成了AuNPs-CdS-RGO三元納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)，可作為光電陽(yáng)極用于H2O2的檢測(cè)[9]。此外，石墨烯也能克服其它金屬基半導(dǎo)體材料導(dǎo)電性差的問題，從而改善其光電化學(xué)分析性能。Zhang等用聲波降解法獲得均勻懸浮的石墨烯-Mo摻雜BiVO4納米復(fù)合材料，構(gòu)建了一種可見光驅(qū)動(dòng)的光電化學(xué)生物傳感器，可用于測(cè)定獸藥中的生物鏈霉素[10]。他們還在石墨烯摻雜 Bi2S3修飾的電極表面共價(jià)固定磺胺二甲氧嘧啶(SDM)的核酸適配體，可選擇性地檢測(cè)獸藥制劑和牛奶中的SDM[11]。

氮摻雜石墨烯(NG)在光電化學(xué)傳感中的應(yīng)用也很廣泛。Wang等將NG 與超細(xì)α-Fe2O3納米晶偶聯(lián)改善其光電化學(xué)活性，構(gòu)建出用于測(cè)定氫醌的光電化學(xué)傳感器[22]。他們還采用簡(jiǎn)單的濕化學(xué)方法制備出n型BiOBr-NG復(fù)合材料，能實(shí)現(xiàn)毒死蜱的高靈敏和選擇性光電化學(xué)檢測(cè)[23]?；诤?jiǎn)單的一鍋熱處理方法，Wang等還合成出TiO2-NG納米復(fù)合材料，對(duì)雙酚A的光電化學(xué)檢測(cè)也具有較好的靈敏度[24]。

2.1.2富勒烯富勒烯(C60)材料具有轉(zhuǎn)換效率高、穩(wěn)定性好、衍生修飾方案多樣等優(yōu)點(diǎn)，在有機(jī)太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域取得了一些令人興奮的研究成果。然而，這些應(yīng)用中的富勒烯功能材料多采用有機(jī)合成方法制備，存在制備過程復(fù)雜、成本較高、水分散差等不足?；趧偣t染料分子在碳納米材料表面的π堆積非共價(jià)強(qiáng)吸附，我們課題組使用簡(jiǎn)單的機(jī)械研磨法，制備出具有優(yōu)良水分散性和光電轉(zhuǎn)換性能的多壁碳納米管-富勒烯全碳光電化學(xué)材料(MWCNTCOOH-CR-C60)，對(duì)抗壞血酸具有非常高的選擇性[25]，也可用于癌胚抗原(CEA)的夾心免疫高靈敏光電化學(xué)傳感[26]。之后，我們將尋址檢測(cè)原理引入光電化學(xué)傳感領(lǐng)域，使用該光電材料實(shí)現(xiàn)了單個(gè)電極上多目標(biāo)病毒相關(guān)DNA的尋址光電化學(xué)檢測(cè)[26]。同時(shí)，我們課題組還基于空氣氧化自聚合方法制備了強(qiáng)親水性的聚氫醌(PH2Q)，利用PH2Q和富勒烯之間的π-π共軛作用，通過類似的機(jī)械碾磨方法，制備出PH2Q-C60光電材料，該材料能在高濃度NO-2存在下高靈敏地檢測(cè)NO[27]。

2.2 金屬基光電材料

2.2.1量子點(diǎn)量子點(diǎn)(QDs)是準(zhǔn)零維納米材料，具有許多獨(dú)特的光電學(xué)性質(zhì)，如寬激發(fā)光譜、窄而對(duì)稱的發(fā)射光譜、高量子產(chǎn)率以及良好的光穩(wěn)定性等。在光電化學(xué)傳感領(lǐng)域中，最常用的QDs納米材料是CdS。比如，Zhang等將g-C3N4與CdS QDs直接混合滴涂固定在FTO上，可用于構(gòu)建四環(huán)素的光電化學(xué)傳感器[28]。Liu等用連續(xù)離子層吸附反應(yīng)(SILAR)在CuO反蛋白石光子晶體表面修飾CdS QDs，建立了葡萄糖的非酶型光電化學(xué)傳感器[29]。Huang等通過聚二烯丙基二甲基氯化銨(PDDA)和帶負(fù)電荷的CdS QDs之間的靜電層層自組裝(LBL)，制備出選擇性的凝血酶光電化學(xué)傳感器[30]。Yu等在ZnO納米棒(ZnONRs)修飾的紙基電極表面沉積CdS QDs，構(gòu)建一種基于CdS敏化ZnONRs的光電化學(xué)免疫傳感器，可用于檢測(cè)癌癥抗原 CA125[31]。Xu等利用富含T堿基的ssDNA修飾CdS QDs和AuNPs，基于DNA雜交反應(yīng)構(gòu)建了“T-Hg2+-T”能量轉(zhuǎn)移體系，從而建立了一種新型Hg2+光電化學(xué)傳感器[32]。

CdTe QDs也是光電化學(xué)傳感器中較常用的傳感材料。Lei等用共價(jià)結(jié)合法合成了CdTe QDs功能化的多孔ZnO納米片，并將其用于DNA光電化學(xué)傳感器的構(gòu)建[33]。You等采用一步合成法得到CdTe QDs-單壁碳納米角復(fù)合材料(CdTe-SWCNHs)，將其用于構(gòu)建鏈霉素(STR)的光電化學(xué)傳感器[34]?；趦煞N不同尺寸CdTe QDs對(duì)CdS∶Mn/TiO2光電材料的共敏化作用，Zhang等設(shè)計(jì)了超靈敏DNA的光電化學(xué)傳感器[35]。Ju等將DNA雜交和夾心免疫結(jié)構(gòu)相結(jié)合，在CdS/TiO2/ITO電極表面引入標(biāo)記CdTe QDs的DNA信號(hào)探針，并利用CdTe對(duì)CdS/TiO2/ITO的敏化作用，建立了目標(biāo)蛋白的超靈敏、免洗光電化學(xué)檢測(cè)方法[36]。Zhao等將設(shè)計(jì)的多肽固定到CdTe QDs修飾 ITO電極表面，通過靜電作用構(gòu)建出光電化學(xué)生物傳感器，可用于測(cè)定酪氨酸酶和凝血酶[37]。

除此之外，一些其它類型的QDs納米材料也被應(yīng)用于光電化學(xué)傳感領(lǐng)域。Lim等用原位合成方法制備出CdS-AuQDs，可用于監(jiān)測(cè)和分析環(huán)境中的Cu2+[38]。Wang等用溶劑熱法制備了氮摻雜石墨烯量子點(diǎn)修飾鎢酸鉍(Bi2WO6/N-GQDs)，并構(gòu)建出能檢測(cè)五氯酚的光電化學(xué)傳感器[39]。Dilgin等將ZnS-CdS QDs電沉積到石墨電極表面，并將葡萄糖脫氫酶(GDH)固定在量子點(diǎn)修飾電極(GDH/ZnS-CdS/PGE)上，建立了葡萄糖的光電化學(xué)測(cè)定方法[40]。基于同樣的原理，Luz等用LiTCNE敏化CdSe -ZnS，建立起可檢測(cè)食用植物油中叔丁基對(duì)苯二酚的光電化學(xué)方法[41]。Zhang等將低毒性的Ag2S QDs組裝到SnO2修飾ITO電極上，建立了可檢測(cè)葡萄糖和mcf-7癌細(xì)胞的光電化學(xué)生物傳感器[42]。Wang等首次使用PbS QDs修飾的光陰極，基于PtNPs和G -四鏈體中氯化血紅素(Hemin)的過氧化氫模擬酶作用，構(gòu)建了可靈敏檢測(cè)DNA的光電化學(xué)傳感器[43]。Zhao等將CdSe QDs作為光電活性物質(zhì)、生物素標(biāo)記AFP抗體(Bio-anti-AFP)作為檢測(cè)探針，逐層組裝到電極表面，建立了可用于AFP檢測(cè)的光電化學(xué)免疫傳感器[44]。Ma等將鈣鈦礦-氮化碳量子點(diǎn)納米復(fù)合材料(CH3NH3PbI3-NCQDs)旋涂固定在ZnO/ITO表面，構(gòu)建了滑膜細(xì)胞的高靈敏光電化學(xué)檢測(cè)方法[45]。Zhang等采用一步水熱法制備的氮摻雜石墨烯量子點(diǎn)(N-GQDs) 作為光電傳感材料，成功實(shí)現(xiàn)了實(shí)際樣品中氯霉素的光電化學(xué)檢測(cè)[46]。

2.2.2金屬氧化物半導(dǎo)體材料TiO2是一種研究最廣泛的半導(dǎo)體金屬氧化物，具有制備簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)換效率高、生物相容性好等特點(diǎn)。然而，TiO2具有較寬的禁帶寬度，需要采用能量較大的短波光源激發(fā)，光照下其價(jià)帶產(chǎn)生的空穴氧化性強(qiáng)，容易使生物分子失活。因此，常用光活性分子修飾TiO2，以提升其生物傳感性能。Li等合成了三維超支化TiO2NRs陣列，可利用多巴胺的敏化效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)多巴胺的光電化學(xué)檢測(cè)[47]。Chen等采用陽(yáng)極化處理在Ti片表面構(gòu)筑了TiO2有序納米多孔電極，所制備的電極經(jīng)過電化學(xué)還原后能直接光電化學(xué)檢測(cè)廢水中的化學(xué)耗氧量(COD)[48]。Wu等采用相似的方案制備了TiO2有序納米多孔電極，并利用化學(xué)浴方法在其表面沉積Bi2O3或α-Bi2Mo3O12，所制備的電極可用于光電化學(xué)檢測(cè)COD[49 - 50]。類似地，Xia等通過化學(xué)浴方法在TiO2納米線(TiO2NWs)表面沉積CdS納米晶，可用于Cu2+的光電化學(xué)檢測(cè)[51]。Zhang等通過電沉積方法在TiO2納米管(TiO2NTs)上負(fù)載Cu2O納米顆粒，可用于硫化物的光電化學(xué)測(cè)定[52]。經(jīng)修飾的TiO2NTs還能應(yīng)用到生物大分子的檢測(cè)中。Yu等用巰基乙酸(TGA)修飾TiO2NTs，并將CdS納米顆粒共價(jià)固定到TiO2NTs表面，可用于檢測(cè)癌細(xì)胞釋放的H2S[53]。Li等用SILAR法制備了錳摻雜硫化鎘修飾TiO2NRs電極，基于ZnS對(duì)該電極的敏化作用，利用夾心免疫檢測(cè)原理，構(gòu)建了腫瘤壞死因子(TNF)的光電化學(xué)傳感器[54]。

TiO2還常與其他功能材料復(fù)合以增強(qiáng)其光電傳感性能。Zhang等用火焰氣溶膠法合成出TiO2納米顆粒，將其與Hemin復(fù)合，制備出具有電催化活性和光電活性的雙功能Hemin-TiO2/GCE電極，可用于對(duì)苯二酚的檢測(cè)[55]。Xu等將陽(yáng)極氧化和電化學(xué)沉積方法相結(jié)合，制備出Ni-CdS-TiO2NTs三元復(fù)合物陣列電極，可用于構(gòu)建無(wú)酶型葡萄糖光電化學(xué)傳感器[56]。Luz等借助聲波降解法制備出酞菁-TiO2復(fù)合材料(CuTsPc-TiO2)，可用于檢測(cè)多巴胺[57]。Shen等以g-C3N4/TiO2NTs陣列混合膜為基礎(chǔ)，通過光源分束方案，基于光電化學(xué)雙通道檢測(cè)池模式，可實(shí)現(xiàn)抗壞血酸和堿性磷酸酶活性的同時(shí)檢測(cè)[58]。

除了TiO2以外，ZnO、SnO2、WO3、CuO、PbO和Fe2O3等金屬氧化物半導(dǎo)體材料也被廣泛應(yīng)用于光電化學(xué)傳感領(lǐng)域。Han等采用ZnO納米花-柱結(jié)構(gòu)電極作為光電極，基于DNA擴(kuò)增產(chǎn)生的樹枝狀聚合物對(duì)光電流的抑制作用，建立了一種超靈敏DNA光電化學(xué)傳感器[59]。Song等用SILAR法制備了小尺寸、均勻分散的Ag2S納米顆粒，將其吸附在有序多孔ZnO表面，可用于構(gòu)筑AFP的無(wú)標(biāo)記光電化學(xué)傳感器[60]。Zhang等采用靜電紡絲法制備了ZnO -SnO2NTs，并將其用于H2O2的光電化學(xué)檢測(cè)[61]。Ni等用熱液法在陽(yáng)極化不銹鋼的納米孔表面制備SnO2NRs陣列，以此為基礎(chǔ)構(gòu)筑了一種H2O2的光電化學(xué)傳感器[62]。Wang等通過順序化學(xué)浴沉積法獲得CdS/WO3/ITO電極，并將其應(yīng)用于胰島素的夾心免疫光電化學(xué)傳感[63]。Xia等用簡(jiǎn)單的溶劑熱法合成Bi自摻雜的Bi/BiOI復(fù)合材料，以此構(gòu)建的光電化學(xué)傳感器可檢測(cè)水體中的污染物苯酚[64]。除此之外，基于BiVO4的優(yōu)良光電性能，Tang等構(gòu)筑多種光電化學(xué)傳感器，可用于腫瘤標(biāo)志物PSA的高靈敏檢測(cè)[65 - 66]。

2.2.3金屬納米顆粒金、銀納米顆粒除了具有金屬納米材料的比表面大、生物相容性好、表面修飾容易等特點(diǎn)外，還有表面等離子體共振效應(yīng)等特殊光電學(xué)性質(zhì)，在光電化學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用也較廣泛。Di等通過靜電組裝在ITO電極表面先后沉積AuNPs和ZnS薄膜，利用Cu2+與ZnS之間的競(jìng)爭(zhēng)性置換反應(yīng)，建立起一種Cu2+的高靈敏光電化學(xué)檢測(cè)方法[67]。利用DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，Shi等將CdS QDs與AuNPs之間的激子能量轉(zhuǎn)移體系(EET)和競(jìng)爭(zhēng)性的羅丹明染料敏化體系相結(jié)合，基于Hg2+引起DNA構(gòu)型變化對(duì)光電轉(zhuǎn)換過程的影響，建立了一種Hg2+的高靈敏光電化學(xué)生物傳感方法[68]。Wei等在AuNRs表面修飾沉積自摻雜TiO2NWs，利用表面受體與Hemin功能化的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)了谷胱甘肽的光電化學(xué)檢測(cè)[69]。Zhang等采用原位還原方法將AuNPs沉積到氫化TiO2納米棒陣列上(Au@H-TiO2)，所制備的薄膜能在可見光激發(fā)下直接光電化學(xué)檢測(cè)葡萄糖等有機(jī)化合物[70]。Yang等利用氣氛快速退火方法制備出AuNPs修飾碳摻雜TiO2陣列，能作為一種可更新電極實(shí)現(xiàn)雙酚A的光增強(qiáng)電化學(xué)檢測(cè)[71]。

除金屬納米顆粒外，金屬納米棒和納米團(tuán)簇在光電化學(xué)傳感中也多有應(yīng)用。Zhang等利用種子介導(dǎo)生長(zhǎng)法制備了Au@Ag納米棒，將其局部表面等離子體共振效應(yīng)(LSPR)與單分散TiO2納米薄片的光電化學(xué)行為相結(jié)合，構(gòu)建了一種Hg2+的光電化學(xué)傳感器，可檢測(cè)人血清中的Hg2+[72]。Goh等用水熱法制備出AuNRs修飾TiO2，可用于測(cè)量實(shí)際水樣中的鉻(Ⅵ)[73]。Yue等利用LBL方法制備了納米金團(tuán)簇-氧化石墨烯多層膜修飾電極，可用于H2O2和多巴胺的光電化學(xué)檢測(cè)[74]。

2.3 其他功能材料

光電化學(xué)傳感方法往往能獲得較高的檢測(cè)靈敏度，但與傳統(tǒng)電化學(xué)傳感方法一樣，其檢測(cè)小分子待測(cè)物的選擇性相對(duì)較差。分子印跡技術(shù)(MIP)可有效模擬生物大分子的識(shí)別方式，其與光電化學(xué)傳感方法的結(jié)合能顯著提高分析方法的選擇性，在光電化學(xué)傳感領(lǐng)域備受關(guān)注。Zhao等利用MIP控制PCB 101在單晶TiO2NRs上的選擇性吸附，建立一種環(huán)境水樣中PCB 101的快速光電化學(xué)檢測(cè)方法[75]。Yang等將表面分子印跡技術(shù)和兩步溶膠-凝膠法相結(jié)合，合成出TiO2包裹的多壁碳納米管(mi-TiO2@CNTs)，可實(shí)現(xiàn)微囊藻毒素的高選擇性光電化學(xué)檢測(cè)[76]。Ge等用分子印跡聚合物(MIP)修飾超支化TiO2NRs，構(gòu)筑出能有效檢測(cè)農(nóng)藥毒死蜱(CPF)的光電化學(xué)傳感器[77]。Gong等將一種具有獨(dú)特納米結(jié)構(gòu)的甲酸鹽衍生石墨化碳氮化碳(F-g-C3N4)與Cr(Ⅵ)離子印跡聚合物(IIP)相結(jié)合，制備了一種對(duì)水中痕量Cr(Ⅵ)具有很高靈敏度和選擇性的光電化學(xué)傳感器[78]。之后，Gong等通過氧化還原反應(yīng)將納米金-聚吡咯復(fù)合分子印跡材料(AuNPs-PPy)與碘氧化鉍納米片相結(jié)合，建立了2,4-D的高選擇性光電化學(xué)傳感方法[79]。Yang等利用分子印跡聚吡咯對(duì)TiO2表面進(jìn)行改性，構(gòu)建出對(duì)膽紅素具有較高靈敏度的光電化學(xué)傳感器[80]。Zhao等采用逐層滴涂修飾方法，將多孔石墨烯-MoS2納米花復(fù)合材料、樹突狀Pt-Pd合金納米顆粒和氨基多壁碳納米管(NH2-MWCNTs)修飾到電極表面，進(jìn)一步電沉積甲砜霉素(TAP)的MIP膜，構(gòu)建了可檢測(cè)食品中TAP的光電化學(xué)傳感器[81]。最近，Gong等將靜電紡絲模板引入分子印跡光電傳感領(lǐng)域，使用SILAR 法制備的BiOI納米片陣列作為光電極，建立了三苯基磷酸酯的高靈敏、高選擇性光電化學(xué)傳感方法[82]。

除了分子印跡材料，金屬有機(jī)骨架材料等其它類型的光電轉(zhuǎn)換材料也可應(yīng)用于光電化學(xué)檢測(cè)。比如，Hou等在玻碳電極上還原重氮鹽制備金屬有機(jī)骨架MOF-5薄膜，將其用于抗壞血酸的光電化學(xué)檢測(cè)[83]。基于鋯卟啉金屬有機(jī)骨架(PCN-222)材料，Zhang等構(gòu)建了一種無(wú)標(biāo)記檢測(cè)α-酪蛋白的光電化學(xué)傳感器，為臨床診斷和治療提供了良好的平臺(tái)[84]。Lisdat等以自組裝生長(zhǎng)的InGaN/GaN納米線作為納米光子探針，用于對(duì)光觸發(fā)的NADH的光電化學(xué)檢測(cè)[85]。Wei等基于簡(jiǎn)單的熱液法制備出一維到三維的ZnS納米材料，可用于光電化學(xué)檢測(cè)尿酸[86]。Ai等用溶劑熱法合成了鎢摻雜Bi2S3(W-Bi2S3)復(fù)合材料，將其和電聚合聚(噻吩-3-硼酸)相結(jié)合，構(gòu)建出可檢測(cè)禽白血病病毒亞群ALVs-J的光電化學(xué)傳感器[87]。Rashid等用電沉積法制備出Ni(OH)2修飾的赤鐵礦作為氧化光陽(yáng)極，以普魯士藍(lán)修飾ITO電極作為電致顯色光陰極，建立了目視檢測(cè)葡萄糖的光電化學(xué)傳感新方法[88]。

3 展望

目前，光電化學(xué)傳感領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展出一系列不同類型的碳基及金屬基半導(dǎo)體材料，涉及溶劑熱、化學(xué)浴、電沉積、溶膠凝膠、層層組裝、靜電紡絲和磁控濺射等合成或制備方法。這些光電傳感材料及薄膜可直接應(yīng)用于電活性有機(jī)或無(wú)機(jī)小分子/離子的快速光電化學(xué)檢測(cè)，也可以與生物大分子或分子印跡識(shí)別體系相結(jié)合，發(fā)展高靈敏、高選擇性的光電化學(xué)生物分析方法。然而，現(xiàn)有的光電材料或薄膜在實(shí)際應(yīng)用過程中仍存在諸多不足，比如轉(zhuǎn)換效率不高、穩(wěn)定性差、均勻性不佳等，極大限制了光電化學(xué)傳感器性能的進(jìn)一步提升。其中，以CdS QDs為代表的金屬基半導(dǎo)體材料被證明具有非常優(yōu)良的轉(zhuǎn)換效率和分析性能，但存在氧化能力太強(qiáng)或含有毒重金屬元素等問題。因此，以富勒烯、氮化碳和碳點(diǎn)為代表的碳基半導(dǎo)體光電材料將得到更廣泛的關(guān)注。

另一方面，目前大量的光電化學(xué)傳感器采用滴涂、浸泡等方法制備半導(dǎo)體薄膜，存在均勻性和重現(xiàn)性相對(duì)較差等不足，導(dǎo)致其與光源的耦合困難，限制了其在空間分辨光電化學(xué)傳感方法中的應(yīng)用。因此，發(fā)展高轉(zhuǎn)換效率、高均勻、高穩(wěn)定、窄帶隙光電薄膜的高效、可控制備方案及其應(yīng)用體系，將是未來光電化學(xué)傳感領(lǐng)域的重點(diǎn)研究方向。