基于二硫化钼的SPR芯片材料及其生物传感性能研究

The surface plasmon resonance (SPR) technology has been widely applied a number of important applications such as medicine, biology, environment, etc. Development of ultrasensitive SPR method remains a challenge, because the bared gold film used in SPR chip cannot meet the requirements of analyses, which urges us to develop a new chip material with high sensitivity. The unique properties of the tunable bandgap, high carrier mobility and atomic thickness of molybdenum disulfide (MoS2) have facilitated it as a rapid developing material field in biological research. This project will focus on fabricating a novel biosensor chip using MoS2 as a signal amplifying sensing layer. The changes in thickness, size and defect of MoS2 will improve the sensitivity of SPR sensor. The mechanism of interaction between MoS2 and the target molecules is revealed by the combinations of theoretical simulation, spectral fitting and a series of experiments. The implementation of this project will provide new materials for biosensing and benefit the development of 2D materials.

表面等离激元共振（SPR）传感器已广泛应用于医药、生物和环境等领域。然而，传统SPR传感器单纯使用金膜作为芯片材料，灵敏度已无法满足实际应用的需求。二硫化钼具有带隙可调、载流子迁移率高、原子级厚度等优点，是生物传感领域的新兴热点材料。本项目瞄准创制新型传感芯片材料，利用二硫化钼纳米片作为敏感层，通过调控二硫化钼层数、尺寸、缺陷等参数提高SPR传感器的灵敏度。采用实验和理论计算相结合的方法，系统研究二硫化钼纳米片与生物分子、荧光分子和重金属离子的相互作用机理。针对不同的生物传感体系，开发出新型SPR传感器芯片材料。本项目的完成将为二硫化钼二维纳米材料在生物传感领域的发展提供新材料和新方法，促进二维纳米材料的发展，具有重要学术意义。

表面等离激元共振（SPR）传感器已广泛应用于医药、生物和环境等领域。然而，传统SPR传感器单纯使用金膜作为芯片材料，灵敏度已无法满足实际应用的需求。二硫化钼具有带隙可调、载流子迁移率高、原子级厚度等优点，是生物传感领域的新兴热点材料。本项目瞄准创制新型传感芯片材料，主要研究成果包括：1. 发明一系列基于二硫化钼等二维材料制备新方法，应用于microRNA、重金属离子、分解水制氢产氧、负极氧化还原等。2. 创造性的开发了基于超结构二硫化钼二维材料的表面等离激元共振传感器，实现了对重金属汞离子的超灵敏度检测。3. 创造性制备锑烯二维材料，利用表面等离激元共振传感技术，实现对microRNA的超灵敏度检测。至此，我们已出色的完成了该项目，取得了多项突破性的成果，在论文引用和各种国内外学术交流活动中受到好评。本项目的完成将为二硫化钼二维纳米材料在生物传感领域的发展提供新材料和新方法，促进二维纳米材料的发展，具有重要学术意义。在本项目资助下，共计发表SCI论文13篇，还有多篇正在修改之中，后续还将有多篇研究成果出版。共计申请中国发明专利2项。