[發明專利]一種可調控開關的光電化學傳感器及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011552852.3
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112816532B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 趙啟元;王錦;陳婷婷;周琳;卑佳麗
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30;G01N21/552
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 錢超

本發明公開了一種可調控開關的光電化學傳感器及其制備方法和應用，以氯金酸為氧化劑，檸檬酸、二水合檸檬酸三鈉為還原劑，用高效、快速的方法合成金納米粒子（Au NPs）和水溶性柱五芳烴（WP5）的復合物（Au NPs@WP5），并通過SEM、TEM、HRTEM、XRD分析驗證了其形貌，考察了復合材料的組成和結構，并將純玻碳電極(GCE)和Au NPs@WP5修飾的電極相比，Au NPs@WP5修飾的GCE對咖啡酸(CA)具有較高的電催化活性。在可見光下的檢測效果也有了顯著的提高，通過Au NPs@WP5修飾后的GCE對CA的線性檢測范圍為0.025μM?370μM。

技術領域

本發明涉及于光電化學技術領域，尤其涉及一種可調控“開-關”的光電化學傳感器及其制備方法和應用。

背景技術

隨著生活水平的提高，人們對飲食和身體健康的要求越來越嚴格，而食物和體內咖啡酸含量的不平衡影響著人們的健康。食物和藥物中過量的咖啡因會導致癌癥，適量的咖啡因可以用來預防心臟病，預防癌癥，減少細胞突變，對抗多種病毒，緩解炎癥。現有的紫外可見吸光光度法、高效液相色譜法、氣相色譜法、毛細管電泳法、電化學檢測等對紅酒中咖啡酸的檢測方法受限于靈敏度低、檢測范圍有限、儀器昂貴、需要專門操作人員等方面。因此，建立一種靈敏、高效、簡便、綠色的檢測紅酒中咖啡酸的方法不僅可以深入探討其理論功效機制，而且對疾病的診斷具有極其重要的意義。金納米粒子(Au NPs)在納米科學和納米技術等領域中發揮著重要作用，并因其獨特的光學、電學特性而引起了人們的持續研究興趣。它們的物理化學特性、傳感器生物醫學和催化等潛在應用引起了強烈反響。Au NPs因其易于合成、化學穩定性高、易于表面功能化等特點，已成為新型雜化納米材料的重要組成部分。同時，大環宿主(環糊精、杯芳烴、瓜環等)具有獨特的尺寸不可及的腔結構，并表現出特殊的性質。在主客體相互作用的基礎上，已經申請自組裝,藥物/基因傳遞、分離、傳感等。柱[n]芳烴的框架結構由對苯二酚或其衍生物在其2和5位由亞甲基(-CH2-)橋連接而成。與冠醚和杯芳烴相比，柱芳烴具有更強的剛性結構；另一方面，與環糊精和葫蘆烯相比，柱[n] 芳烴更容易改性。作為新興的大環芳烴宿主家族，柱[n]芳烴以其新穎剛硬的對稱柱狀結構、疏水性供電子腔、獨特而優異的主賓功能和可調功能的邊緣等特點受到廣泛關注。由于這些獨特的特性，柱[n]芳烴有望用作組裝超分子結構和超分子傳感平臺的構建塊。近年來，貴金屬納米摻雜有機材料的制備因其先進的電子、光學和生物性能而引起了人們的極大興趣。柱

[n]芳烴的合成、衍生化、主客體化學和超分子自組裝等已得到廣泛研究，但柱[n]芳烴與Au NPs的結合及其納米物質復合的應用卻鮮有報道。因此，Au NPs與柱[n]芳烴的偶聯不僅提供了一種新型的雜化納米材料，而且有望帶來新的性能、功能和應用。由于金納米粒子在可見光下的局部表面等離子體效應，金納米粒子可以提高咖啡酸檢測的靈敏度。同時，本實驗所用水溶性柱芳烴與待測物質咖啡酸絡合性強。因此，具有高導電性和局部表面等離子體共振效應的金納米粒子和水溶性柱芳烴可以起到協同作用，提高電化學檢測對咖啡酸檢測的靈敏度。

發明內容

本發明提供一種可調控“開-關”的光電化學傳感器及其制備方法和應用，解決原有檢測技術靈敏度低、檢測范圍有限、對環境污染嚴重、儀器昂貴、需要專門操作人員、效率低，速度慢、不易操作等技術問題。

本發明采用以下技術方案：

一種可調控“開-關”的光電化學傳感器，所述可調控“開-關”的光電化學傳感器，由金納米粒子和水溶性柱五芳烴復合而成的復合物修飾在玻璃碳電極上；所述金納米粒子是由氯金酸被還原后制得，所述水溶性柱五芳烴復合在金納米粒子表面得復合物，所述復合物修飾在玻璃碳電極表面；所述水溶性柱五芳烴其結構式如式Ⅰ所示：

一種可調控“開-關”的光電化學傳感器的制備方法，步驟為：

第一步：制備金納米粒子，由氯金酸被還原后制得；

第二步：制備水溶性柱五芳烴；