碲化钼（MoTe₂）作为一种二维材料，因其物理化学性质和良好的生物相容性，在生物探针领域具有重要的应用潜力。以下是关于MoTe₂生物探针定制的详细内容，包括设计、应用以及面临的挑战。

一、MoTe₂生物探针的设计

层数与相结构调控

MoTe₂的层数（单层、双层、块体）和晶体相（2H相、1T'相）直接影响其光电特性与生物相互作用：

单层MoTe₂：带隙约1.24 eV，发射波长位于近红外区，可穿透组织深度达5 mm，适用于活体深层成像。通过化学气相沉积（CVD）生长时，通过控制Te/Mo前驱体比例和生长温度。

双层/少层MoTe₂：带隙随层数减少蓝移，双层MoTe₂的带隙为1.0 eV，发射波长延伸至NIR-II，降低组织自发荧光干扰，提升成像信噪比。

1T'相MoTe₂：金属性导电特性使其成为电化学传感的理想材料。通过液相剥离法结合锂离子插层，可诱导2H→1T'相变，制备高灵敏度葡萄糖或DNA传感器。

结构组成

活性分子：MoTe₂本身具有良好的半导体特性和光学性质，能够作为活性分子实现对目标生物分子的检测。

连接基团：通过化学修饰，可以在MoTe₂表面引入特定的连接基团，如氨基、羧基等，用于连接信号分子或生物识别分子。

信号分子：常见的信号分子包括荧光染料、量子点等，这些信号分子可以通过连接基团与MoTe₂结合，用于实现荧光成像。

定制化设计

尺寸与形态：MoTe₂纳米片的尺寸和形态可以通过合成工艺进行调控。例如，通过化学气相沉积（CVD）或液相剥离法可以制备不同尺寸的MoTe₂纳米片。

表面修饰：为了提高生物相容性和靶向性，MoTe₂表面可以进行多种修饰。例如，修饰生物素或抗体可以实现对特定生物分子的特异性识别。

功能化：结合其他材料（如柔性基底）可以实现MoTe₂复合材料的定制化设计，优化其机械性能和电学性能。

二、功能化设计：从靶向递送到智能响应

表面修饰策略

MoTe₂的表面修饰需兼顾稳定性、生物降解性和靶向能力：

聚乙二醇（PEG）化：通过硫醇-PEG（HS-PEG-COOH）与MoTe₂边缘硫原子共价结合，延长探针血液循环时间，降低非特异性吸附。

细胞膜包覆：提取特定细胞膜包裹MoTe₂纳米片，利用同源靶向性增强特定蓄积，同时避免免疫系统清除。

刺激响应性设计

MoTe₂探针可通过响应tumor微环境（TME）特征（如低pH、高谷胱甘肽GSH、特定酶）实现药物按需释放：

pH响应：在MoTe₂表面负载阿霉素（DOX）并通过腙键连接聚丙烯酸（PAA），在酸性环境中腙键断裂，释放DOX效率高。

GSH响应：利用二硫键（-S-S-）连接MoTe₂与光敏剂（如Ce6），在高GSH浓度下二硫键断裂，释放Ce6并产生单线态氧。

酶响应：修饰基质金属蛋白酶（MMP-2）敏感肽段（PLGLAG），在特定组织中MMP-2过表达时肽段断裂，触发MoTe₂探针解离并释放负载药物。

MoTe₂生物探针在生物医学检测、药物递送和组织工程等领域具有应用前景。通过定制化设计和工艺优化，可以进一步提升其性能，拓展其应用范围。