[發明專利]一種自供能式光電化學傳感器及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202210939189.5
• 申請日: 2022-08-05
• 公開（公告）號: CN115372443A
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 賈能勤;何玉輝;姚偉奇;孫璟;盧可寧;曹玉言
• 申請（專利權）人: 上海師范大學
• 主分類號: G01N27/416
• 分類號: G01N27/416;G01N27/327;G01N27/48;G01N27/30;C25D3/48;C25D5/54;C25D9/02;C03C17/23;C03C17/36
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 褚明偉

本發明涉及一種自供能式光電化學傳感器及其制備方法與應用。以FTO導電玻璃為基體，制備了WO₃與TiO₂異質結作光電陽極，電沉積金納米粒子修飾的層狀碳插層超薄二硫化鉬微球作光電陰極，并構建了基于水/氧自循環的自供能式光電化學傳感體系。該體系無需外加推動力及電子供受體，基于水/氧循環既實現了自供能又降低了體系背景干擾。通過電化學技術引發鄰苯二胺的聚合反應在光電陰極合成了特異性識別磷酸氯喹的分子印跡膜。以模擬太陽光作為激發光源，在CHI?660e工作站上采用i?t技術進行磷酸氯喹濃度的檢測。本發明傳感器光電化學響應靈敏，檢測范圍寬，抗干擾能力強；而且制備方法簡單快速、成本低，可適用于臨床血清和水體的快速在線檢測。

技術領域

本發明屬于光電化學傳感器技術領域，尤其是涉及一種自供能式光電化學傳感器及其制備方法與應用。

背景技術

新冠肺炎主要以發熱、干咳、乏力等為主要病癥，重癥患者出現呼吸困難，甚至多器官功能衰竭等癥狀。通過一系列體外及臨床實驗，證明抗瘧藥物磷酸氯喹對新冠肺炎有一定的診療效果。它能有效地改善患者的肺部影像、減緩患者的發熱癥狀并降低重癥率。但是，磷酸氯喹在體內必須維持在0.02-0.5mg/L的有效濃度內，低于該濃度范圍無明顯治療效果，高于該濃度范圍會對人體造成損害，高于5mg/L時甚至會造成死亡。另外，磷酸氯喹很難在短期內完全的從環境中去除。因此，不論是在治療過程中控制用藥量，還是控制醫療污水中的藥物污染，針對磷酸氯喹的靈敏檢測都具有重大的現實意義。

現階段檢測磷酸氯喹的主要方法有：酶聯免疫吸附法、氣-液相色譜分析法、熒光分析法和電化學分析法等等。這些傳統方法雖然靈敏度高、特異性強，但都存在一些明顯的缺點，如：需要培訓專業技術人員，操作流程復雜、耗時較長和儀器設備大型昂貴等等。

發明內容

基于現有技術中缺少簡單快速并高效檢測磷酸氯喹的方法，本發明提供一種自供能式光電化學傳感器及其制備方法與應用。

本發明提供的自供能式光電化學傳感器具有小型化、簡單化、特異性強和靈敏度高的特點。同時，本發明提出的自供能式光電化學傳感器制備方法簡單便捷，所用原料易得、價格低廉。所得傳感器無需外加其他能源，綠色環保，并可循環使用和批量生產，具有良好的實際應用前景。本發明提出的傳感器可用于磷酸氯喹檢測的用途，與傳統檢測方法相比，具有較寬的檢測范圍和較低的檢測限。

為實現前述發明目的，本發明可以通過以下技術方案來實現：

本發明首先提供一種自供能式光電化學傳感器，包括光電陽極、光電陰極和電解質，

其中，光電陽極包括基底，在基底上涂覆有WO₃與TiO₂的混合物；

光電陰極包括基底，在基底上涂覆有C/MoS₂，在C/MoS₂表面沉積有Au納米粒子，且在光電陰極表面形成有特異性識別磷酸氯喹的分子印跡膜。

在本發明的一個實施方式中，電解質為0.1M磷酸鹽緩沖液，pH 7.4。

在本發明的一個實施方式中，WO₃和TiO₂的物質的量之比為1:19。

在本發明的一個實施方式中，所述WO₃為中空球形結構。

在本發明的一個實施方式中，所述特異性識別磷酸氯喹的分子印跡膜采用以下方法制備得到：以磷酸氯喹作為模板分子在光電陰極的表面引發鄰苯二胺的自聚合反應合成得到特異性識別磷酸氯喹的分子印跡膜。

在本發明的一個實施方式中，所述基底為FTO基底。

本發明進一步提供自供能式光電化學傳感器的制備方法，包括以下步驟：