[發(fā)明專利]一種基于鋅和鈷摻雜的多孔納米釩酸鉍/硫化鉍的光電化學適配體傳感器的制備方法及應用

有效

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• 申請日: 2019-07-09
• 公開（公告）號: CN110308187B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設計）人: 魏琴;馮金慧;李法瀛;任祥;張諾;魏東;馮銳
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30;G01N27/327
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業(yè)) 37240
• 代理人: 趙鳳

本發(fā)明涉及一種基于鋅和鈷摻雜的多孔納米釩酸鉍/硫化鉍的光電化學適配體傳感器的制備方法及應用。本發(fā)明以鋅和鈷摻雜的多孔納米釩酸鉍為基底材料，其大的比表面積和多的活性反應位點，有利于加速電極界面的電子傳遞速率，提高了傳感器的信號穩(wěn)定性和重現(xiàn)性。采用浸蘸方法在鋅和鈷摻雜的多孔納米釩酸鉍上原位消耗部分鉍離子生長硫化鉍，通過可見光波長的LED燈照射下產生光電流信號。鋅和鈷摻雜的釩酸鉍/硫化鉍兩組分能帶匹配良好，有利于電子空穴對的分離，鋅和鈷的摻雜增加電子傳遞速率，抑制電子空穴對的分離，有效提高傳感器的光電信號轉換效率。該傳感器具有特異性強，靈敏度高，檢測限低，對雌二醇的檢測具有重要的科學意義和應用價值。

技術領域

本發(fā)明涉及新型功能納米材料和生物分析傳感技術領域，提供了一種基于鋅和鈷摻雜的多孔納米釩酸鉍/硫化鉍的光電化學適配體傳感器的制備方法及應用。

背景技術

雌二醇在血液中的濃度主要受下丘腦-垂體-性腺軸調節(jié)控制，呈周期性波動規(guī)律。雌二醇濃度過高或過低都會導致生殖及內分泌系統(tǒng)紊亂，從而引發(fā)多種疾病，例如幼女性早熟、月經紊亂、不孕不育、異位妊娠等，因此準確、及時地測定血液中雌二醇濃度對于疾病的預防、診斷、治療具有重要意義。

目前，對于雌二醇的檢測方法很多，如酶聯(lián)免疫吸附分析法、電化學發(fā)光分析法、放射免疫分析法等，但酶聯(lián)免疫分析法存在靈敏度低、線性范圍窄等方法學限制因素；電化學發(fā)光分析法雖然檢測線性范圍寬，操作簡單，但是不易實現(xiàn)全自動化；放射免疫分析法合成工藝復雜，有效期短，對環(huán)境有一定的污染，影響檢測結果的因素較多。因此，建立一種快速、簡便、靈敏的檢測方法具有重要意義。

本發(fā)明構建的光電化學適配體傳感器是基于物質的光電轉換來確定待測物濃度的一類檢測裝置，具有靈敏度高、制備簡單、檢測快速、成本低等優(yōu)點，在臨床檢驗、環(huán)境監(jiān)測、食品安全控制、生物監(jiān)測等領域都有重要的應用價值。而構建的基于鋅和鈷摻雜的多孔納米釩酸鉍/硫化鉍的光電化學適配體傳感器制備方法及應用關鍵有三點：其一是合成的多孔納米物質作為基底能夠提供大的比表面積和多的活性反應位點，可以顯著提高捕獲適配體的固載量，并有效加速電極界面的電子傳遞速率，提高了傳感器的信號穩(wěn)定性和重現(xiàn)性；其二是基底材料的兩組分能帶匹配良好，有利于電子空穴對的分離，提高光電流強度；其三是鋅和鈷的摻雜有效抑制電子空穴對的分離，增強光電信號轉換效率，能夠顯著提高對雌二醇的靈敏檢測。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的之一是在ITO導電玻璃上電沉積碘氧鉍，滴加含鋅源、鈷源、釩源的二甲基亞砜溶液，高溫煅燒，得到鋅和鈷摻雜的多孔納米釩酸鉍，并實現(xiàn)其在光電轉換方面的應用；

本發(fā)明的目的之二是犧牲部分釩酸鉍的鉍離子原位生長硫化鉍，得到的鋅和鈷摻雜多孔納米的釩酸鉍/硫化鉍復合物，在可見光照射下，提高光電轉化效率；

本發(fā)明的目的之三是利用雌二醇適配體檢測雌二醇，提供一種靈敏度高、特異性強、檢測快速的光電化學適配體傳感器。

本發(fā)明的技術方案如下：

1. 一種基于鋅和鈷摻雜的多孔納米釩酸鉍/硫化鉍的光電化學適配體傳感器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）將ITO導電玻璃依次用洗潔精、丙酮、乙醇、0.1 mol/L氫氧化鈉溶液和超純水超聲清洗30 min，放入70℃電熱鼓風干燥箱中干燥160 ~ 200 min；

2）在ITO導電玻璃上電沉積碘氧鉍，滴加含鋅源、鈷源、釩源的二甲基亞砜溶液，高溫煅燒，得到鋅和鈷摻雜的多孔納米釩酸鉍電極，將電極浸入0.1 mol/L的Na₂S·9H₂O反應30 ~ 50 s得到鋅和鈷摻雜的多孔納米釩酸鉍/硫化鉍電極；

3）滴加6 ~ 8 μL、0.1% (w/v)、含1%醋酸的殼聚糖溶液于鋅和鈷摻雜的多孔納米釩酸鉍/硫化鉍電極表面，繼續(xù)滴加6 ~ 8 μL、2.5% (v/v)的戊二醛溶液于修飾電極表面，室溫下晾干，超純水沖洗；