Abstract

There is an increasing need for rapid, low cost, reusable, reliable and sensitive detection systems for diagnosing infectious diseases, metabolic disorders, rapidly advancing cancers and detecting the presence of environmental pollutants. Most traditional methods are invasive, slow, expensive and laborious, requiring highly specialized instruments. Introduction of biosensors with nanomaterials as transducers of signals have helped in removing the disadvantages associated with traditional detectors. The properties of high mechanical strength, better electrical conductivity and ability to serve as efficient signal transducers make carbon nanotubes (CNTs) ideal material for biosensor applications among the gamut of nanomaterials.

Further, CNTs with their high surface areas, easily functionalizable surfaces for receptor immobilization are gaining importance in the construction of biosensors. The expanding field of CNTs bridges the physical sciences with biology, as chemical methods are employed to develop novel tools and platforms for understanding biological systems, in disease diagnosis and treatment. This review presents recent advances in surface functionalization of CNTs necessary for immobilization of enzymes and antibodies for biosensor applications and the methodologies used for the detection of a number of chemical and biological species. The review ends with a speculation on future prospects for CNTs in biology and medicine.

نمونه ترجمه مقاله:دانلود ترجمه مقاله حسگرهای الکتروشیمیایی

مقدمه

نانوتیوب های کربنی در ابتدا توسط سومیو آیجوما[1] در سال 1991 توصیف شد و در آن زمان دریافتند که خواص مفید و منحصر به فرد زیادی دارند. CNT ها به دو نوع نانوتیوب های تک جداره (SWCNT) و نانوتیوب های چند جداره (MWCNT) تقسیم می شوند که در شکل 1 نشان داده شده است. با پیچیدن یک ورقه گرافین در یک استوانه می توان به SWCNT دست یافت، در حالی که استوانه های متمرکز گرافین که فاصله لایه های آن ها برابر با 0.34 نانومتر باشد MWCNT را ایجاد می کند. خواص CNT ها از ساختار آن ها ناشی می شود (شکل 2). SWCNT ها می توانند دارای ساختاری به صورت زیگزاگ، آرمچر یا کایرال باشند.

شکل 2. نمایش شماتیک سه نوع SWCNT معمول (a) آرمچر (10,10)، (b) کایرال (13,6) و (c) زیگزاگ (14,0).

SWCNT ها می توانند به صورت فلز یا نیمه هادی عمل کنند که خواص آن با آرایش اتمی (خصلت کایرالی) و قطر نانوتیوب تعیین می شود. محورهای رول آپ (n,m) استوانه، خواص الکتریکی SWCNT ها را توصیف می کنند. SWCNT های فلزی دارای بردارهای رول آپی به صورت n-m=3q می باشند، در حالی که SWCNT های نیمه هادی دارای رول آپی به صورت n-m≠3q می باشند (در اینجا q هر گونه عدد صحیحی می تواند باشد). در صورتی که m=0 باشد، نانوتیوب ها را زیگزاگ می نامیم. در صورتی که n=m باشد، نانوتیوب ها را آرمچر و مابقی آن ها را کایرال می نامیم.

[1] Sumio Iijima