[發明專利]基于硫空位的自供能光電壓適配體傳感器及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202210134069.8
• 申請日: 2022-02-14
• 公開（公告）號: CN114527175A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 蔣鼎;張林華;杜曉嬌;陳智棟
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30;G01N27/327
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 李楠

本發明涉及光電材料以及光電壓檢測技術領域，尤其涉及一種基于硫空位的自供能光電壓適配體傳感器及其制備方法和應用。將具有硫空位的納米復合材料Bi₂S_3?X/Ti₃C₂修飾在ITO電極表面，作為光陽極。然后將水熱合成的CuO修飾在ITO電極表面，再修飾一層殼聚糖成膜劑，負載待檢測物適配體，作為光陰極。最后將光陽極和光陰極連接起來，構建基于硫空位的自供能光電壓適配體傳感器。基于該自供能光電壓適配體傳感器來檢測微囊藻毒素?RR，檢測范圍可以為10^?16mol/L～10^?11nmol/L，最低檢測限為4.7×10^?17mol/L。本發明檢測微囊藻毒素?RR的操作簡單、選擇性好、檢測成本低、靈敏度高。

技術領域

本發明涉及光電材料以及光電壓檢測技術領域，尤其涉及一種基于硫空位的自供能光電壓適配體傳感器及其制備方法和應用，具體涉及一種以Apt/CTS/CuO/ITO為光陰極，以Bi₂S_3-X/Ti₃C₂/ITO為光陽極，定量檢測河水中微囊藻毒素-RR的光電壓分析方法。

背景技術

微囊藻毒素-RR(Microcystin-RR，簡稱MC-RR)，是一個在2位和4位為精氨酸的MC變體，這種結構使得其與其他微囊藻毒素同源物相比更親水。微囊藻毒素-RR是繼微囊藻毒素-LR之后最廣泛的MC變體，主要是由富營養爆發的藍綠藻釋放的。除了毒害野生動物、牲畜和家禽外，微囊藻毒素還能污染飲用水，導致人類肝臟損傷和肝癌發病率增加。毒素檢測研究發現微囊藻毒素通過與1A(PP1)和2A(PP2)結合抑制肝功能，導致肝組織壞死和原發性腫瘤。

目前，已經被報道的測定微囊藻毒素-RR的方法主要有：氣相色譜-質譜法(GC-MS)、化學發光免疫分析法(CLIA)、熒光法(FL)和酶聯免疫吸附測定法(ELISA)等。但是現存的大多數儀器分析方法都存在局限性，比如價格昂貴、儀器操作專業度高、前處理過程復雜耗時，難以進行大規模現場檢測。因此，開發一種簡單、快速、高效的檢測微囊藻毒素-RR的方法是極其重要的。

自供能光電化學傳感器是近年來發展迅速的一種新型傳感器，它不必依賴外部電源，在陰極和陽極之間不用外加任何偏置電壓，依靠自然光激發，進行載流子傳遞，產生能量，自給自足，形成電勢差，實現了傳感器的自供電，可以解決當前傳統傳感器電池能量不足的問題，有利于實際檢測的小型化和便捷化，因此受到了人們的廣泛關注。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：為了克服現有技術中之不足，本發明提供基于硫空位的自供能光電壓適配體傳感器及其制備方法和應用，基于CuO和Bi₂S_3-X/Ti₃C₂光電材料和S空位效應，構建基于硫空位的自供能光電壓適配體傳感器來檢測微囊藻毒素-RR。引入二維層狀Ti₃C₂，能夠達到比單體Bi₂S₃效率更高的電荷轉移，促進了光生電子-空穴對的有效分離；S空位的引入對帶隙產生影響，增加光吸收性能和活性位點；同時本發明采用雙光電極，有效地提高了光電性能。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：基于硫空位的自供能光電壓適配體傳感器的制備方法，包括以下步驟：

(1)Bi₂S_3-X/Ti₃C₂的制備：

將硝酸鉍和硝酸的混合溶液緩慢倒入碳化鈦分散液中，超聲均勻，與此同時，將硫化鈉水溶液緩慢加入上述超聲均勻的溶液中，收集沉淀并洗滌，經冷凍干燥即可得到Bi₂S_3-X/Ti₃C₂納米復合材料，作為光陽極；