Detection signal amplification strategies at nanomaterial-based photoelectrochemical biosensors
Source abstract
Abstract
This review focusses on unique material modification and signal amplification strategies reported in developing photoelectrochemical (PEC) biosensors with utmost sensitivity and selectivity. These successes have partly been achieved by applying photoactive materials that significantly circumvent major limitations including poor absorption of visible light, severe aggregation of nanostructures, easy charge recombination and low conductivity. In addition, several signal enhancement techniques were also demonstrated to have effectively improved the detection performance of PEC biosensors. Accordingly, we have begun this review with a systematic introduction of the concept, working principle, and characteristics of PEC biosensors. This was followed by a discussion of a range of material modification techniques, including quantum dot modification, metal/non-metal ion doping, the formation of heterojunctions and Z-scheme composites, used in the construction of PEC biosensors. Various signal amplification strategies including quantum dot sensitisation, the application of electron donors, energy transfer effect, steric hindrances of biomolecules, and the exfoliation of biomolecules from sensing surfaces are also presented in this review. Wherever possible, we have referred to relevant examples to explain and illustrate the corresponding working mechanism and effectiveness of the nanomaterials. Therefore, this review is aimed at providing an overall view on the current trend in material modification and signal amplification strategies for the development of PEC biosensors, which will aid in stimulating ideas for future progress in this field.
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Research context
OpenAlex topics: Advanced biosensing and bioanalysis techniques · Biosensors and Analytical Detection · Electrochemical sensors and biosensors
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Henan Joint International Research Laboratory of Environmental Pollution Control Materials
College of Chemistry and Chemical Engineering
Henan University
Kaifeng 475004
P. R. China
Department of Molecular Sciences
Macquarie University
Sydney
Australia
Funding
National Natural Science Foundation of China · Education Department of Henan Province
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