基于过渡金属硫属化合物异质结的带对齐有机光电化学晶体管生物传感技术

《Analytical Chemistry》：Transition Metal Dichalcogenide-Based Heterojunction Band Alignment-Enabled Organic Photoelectrochemical Transistor Biosensing

有机光电子化学晶体管（OPEC-Ts）通过新型过渡金属二硫属化物异质结光门优化载流子动力学，结合H?O?触发的动态带调制策略实现前列腺特异性抗原（PSA）的高灵敏检测。

　　

有机光电晶体管（OPECTs）是一种新兴的生物电子平台，它将光电化学过程与有机电晶体管相结合，用于增强光-物质-生物相互作用的传输。然而，OPECT的性能仍然受到光栅处载流子传输效率低下的根本限制。为了解决这一问题，我们开发了一种基于过渡金属硫属化合物（TMD）的异质结光栅，通过将FeSe₂与ZnIn₂S₄集成在一起，并利用能带对齐技术来优化界面电荷分离。这项工作首次在TMD异质结中实现了由H₂O₂触发的动态能带调制策略，用于OPECT生物传感。H₂O₂对FeSe₂表面的氧化破坏了原有的能带对齐，形成了新的电荷迁移路径，从而提高了光栅的光电压。这种变化重新构建了晶体管的控制行为，最终增强了通道电流响应。通过将前列腺特异性抗原（PSA）靶向的蛋白水解肽系统与H₂O₂的生物生成过程相结合，发现这种现象与PSA浓度之间存在相关性，并且在选择性和灵敏度方面表现出良好的性能。这项研究不仅展示了首个基于TMD异质结工程化的OPECT生物传感应用，还为通过目标响应型界面能带工程推进下一代生物电子技术提供了一个多功能框架。