本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種光電化學(xué)己烯雌酚傳感器的制備方法。屬于新型納米功能材料與生物傳感器技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明專利技術(shù)首先制備了一種新型二維納米光電材料——銅摻雜納米光電材料，即銅摻雜二氧化鈦納米方塊原位復(fù)合二硫化鉬的二維納米復(fù)合材料Cu?TiO2/MoS2，利用該材料的良好的生物相容性和大的比表面積，負(fù)載上己烯雌酚抗體、固定上堿性磷酸酶，在進(jìn)行檢測時，由于堿性磷酸酶可以催化L?抗壞血酸?2?磷酸三鈉鹽AAP原位產(chǎn)生L?抗壞血酸AA，并進(jìn)而為光電檢測提供電子供體，再利用抗體與抗原的特異性定量結(jié)合對電子傳輸能力的影響，使得光電流強度相應(yīng)降低，最終實現(xiàn)了采用無標(biāo)記的光電化學(xué)方法檢測己烯雌酚的光電傳感器的構(gòu)建。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種光電化學(xué)己烯雌酚傳感器的制備方法。屬于新型納米功能材料與生物傳感器
技術(shù)介紹
環(huán)境雌激素是指一類進(jìn)入機體后，具有干擾體內(nèi)正常內(nèi)分泌物質(zhì)的合成、釋放、運輸、結(jié)合、代謝等過程，激活或抑制內(nèi)分泌系統(tǒng)的功能，從而破壞維持機體穩(wěn)定性和調(diào)控作用的化合物，環(huán)境雌激素種類繁多，包括人工合成化合物及植物天然雌激素，廣泛分布于自然界中。己烯雌酚便是一種人工合成的非甾體雌激素物質(zhì)。目前，檢測己烯雌酚的方法主要有色譜法、質(zhì)譜法等。此類方法儀器貴重、操作復(fù)雜，化驗人員需要專業(yè)培訓(xùn)后才能進(jìn)行檢測。因此，研發(fā)成本低、檢測快、靈敏度高、特異性強的己烯雌酚傳感器具有重要意義。光電化學(xué)傳感器由于靈敏度高、檢測成本低等特點，近幾年被越來越多的研究者所關(guān)注。光電化學(xué)傳感器是基于外加光源激發(fā)光電敏感材料導(dǎo)致電子-空穴對進(jìn)行分離，在合適的偏電位條件下，實現(xiàn)電子在電極、半導(dǎo)體及修飾物和分析物上的快速傳遞，并形成光電流。在最優(yōu)條件下，分析物濃度的變化會直接影響光電流的大小，再利用生物免疫結(jié)合，就可以根據(jù)光電流的變化實現(xiàn)對分析物的定性定量分析。光電化學(xué)傳感器最關(guān)鍵技術(shù)就是對光電流的大小及穩(wěn)定性等性能的提高。二氧化鈦是應(yīng)用最為廣泛的一種光催化劑和光生電子基質(zhì)材料，然而，要充分發(fā)揮二氧化鈦的實際應(yīng)用水平，需要一方面通過調(diào)控其材料形貌以暴露更多高活性晶面來提高光電化學(xué)活性，另一方面通過摻雜不同金屬或金屬氧化物調(diào)控光敏波長向可見光范圍擴展來提高太陽光的利用率。由于二維二氧化鈦納米材料，如二氧化鈦納米片、二氧化鈦納米方塊等，能夠暴露更多的高活性晶面，具有更高的光電化學(xué)活性，二氧化鈦納米片具有比納米粒子更好地應(yīng)用前景，對于二氧化鈦納米片的研究也備受關(guān)注。而單一的二氧化鈦納米材料的光敏波長一般在紫外區(qū)，而且由于分散性差、易堆疊而互相影響，從而降低光電化學(xué)活性，不利于實際應(yīng)用。因此，研發(fā)成本低、制備簡單的高光電化學(xué)活性的二氧化鈦光敏劑具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價值。二硫化鉬（化學(xué)式為MoS2）納米材料，具有二維層狀結(jié)構(gòu)，是應(yīng)用最廣泛的固體潤滑劑之一。其剝離后的片狀二維納米材料，是性能優(yōu)異的半導(dǎo)體納米材料，除了具有大的比表面積，可以作為催化劑和生物抗體的載體，提高負(fù)載量，同時作為助催化劑也具有優(yōu)良的電子傳遞性能。目前，大多數(shù)的合成手段都是分開合成后，再將催化劑與載體進(jìn)行復(fù)合，過程繁瑣，產(chǎn)率不高。因此，對于原位復(fù)合制備具有優(yōu)良光電化學(xué)性能的光敏劑具有廣泛的應(yīng)用前景和重要的科學(xué)意義。此外，單一的二氧化鈦納米材料的光生電子-空穴對易復(fù)合，從而導(dǎo)致光電信號的減弱，并且二氧化鈦導(dǎo)電性差也限制了由單一二氧化鈦納米材料構(gòu)建的光電化學(xué)傳感器的靈敏度普遍不高，不利于實際應(yīng)用。因此，設(shè)計、制備高效、穩(wěn)定的摻雜二氧化鈦納米片及其修飾物是制備光電化學(xué)傳感器的關(guān)鍵技術(shù)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種制備簡單、靈敏度高、檢測快速、特異性強的光電化學(xué)己烯雌酚傳感器的制備方法，所制備的傳感器，可用于己烯雌酚的快速、靈敏檢測。基于此目的，本專利技術(shù)首先制備了一種新型二維納米光電材料——銅摻雜納米光電材料，即銅摻雜二氧化鈦納米方塊原位復(fù)合二硫化鉬的二維納米復(fù)合材料Cu-TiO2/MoS2，利用該材料的良好的生物相容性和大的比表面積，負(fù)載上己烯雌酚抗體、固定上堿性磷酸酶，在進(jìn)行檢測時，由于堿性磷酸酶可以催化L-抗壞血酸-2-磷酸三鈉鹽AAP原位產(chǎn)生L-抗壞血酸AA，并進(jìn)而為光電檢測提供電子供體，再利用抗體與抗原的特異性定量結(jié)合對電子傳輸能力的影響，使得光電流強度相應(yīng)降低，最終實現(xiàn)了采用無標(biāo)記的光電化學(xué)方法檢測己烯雌酚的光電傳感器的構(gòu)建。本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案如下：1. 一種基于銅摻雜納米光電材料的光電化學(xué)己烯雌酚傳感器的制備方法，其特征在于所述的銅摻雜納米光電材料為銅摻雜二氧化鈦納米方塊原位復(fù)合二硫化鉬的二維納米復(fù)合材料Cu-TiO2/MoS2，所述的光電化學(xué)己烯雌酚傳感器由工作電極、Cu-TiO2/MoS2、己烯雌酚抗體、堿性磷酸酶、牛血清白蛋白組成；其特征在于，所述的制備方法包括以下制備步驟：a. 制備Cu-TiO2/MoS2；b. 制備光電化學(xué)己烯雌酚傳感器；其中，步驟a制備Cu-TiO2/MoS2的具體步驟為：（1）取0.6 g二硫化鉬粉末和0.2 ~ 2.0 mmol銅鹽共同加入到3~10 mL正丁基鋰溶液中，在氮氣保護(hù)和30 ~ 60 ℃下，攪拌12 ~ 48小時，得到反應(yīng)后的溶液；（2）利用非極性溶劑洗滌步驟（1）中反應(yīng)后的溶液，然后在30 ~ 60 ℃下進(jìn)行水浴超聲處理，處理完后，再利用非極性溶劑洗滌處理后的溶液，真空干燥，得到銅插層的二硫化鉬納米材料；（3）取10 ~ 500 mg步驟（2）制得的銅插層的二硫化鉬納米材料加入到5 mL鈦酸四丁酯中，攪拌1小時后，邊攪拌邊緩慢加入0.5 ~ 0.8 mL氫氟酸，然后160~200 ℃下在反應(yīng)釜中反應(yīng)18 ~ 24小時；（4）將步驟（3）所得的反應(yīng)產(chǎn)物，用超純水和無水乙醇離心洗滌三次后，50 ℃下真空干燥，即制得Cu-TiO2/MoS2；所述的正丁基鋰溶液為正丁基鋰的己烷溶液，濃度為1.6 mol/L；所述的銅鹽選自下列之一：硫酸銅、氯化銅、硝酸銅、乙酸銅、有機銅化合物；所述的非極性溶劑選自下列之一：己烷、環(huán)己烷、四氯化碳、苯、甲苯；所述的水浴超聲處理，處理時間為1小時；步驟b制備光電化學(xué)己烯雌酚傳感器的具體步驟為：（1）以ITO導(dǎo)電玻璃為工作電極，在電極表面滴涂8~12 μL的Cu-TiO2/MoS2溶膠，室溫下晾干；（2）將步驟（1）中得到的電極用緩沖溶液PBS清洗，繼續(xù)在電極表面滴涂8~12 μL 10 μg/mL的己烯雌酚抗體溶液，4 ℃ 冰箱中保存晾干；（3）將步驟（2）中得到的電極用PBS清洗，繼續(xù)在電極表面滴涂6~10 μL 濃度為20 μg/mL的堿性磷酸酶溶液，4 ℃ 冰箱中保存晾干；（4）將步驟（3）中得到的電極用PBS清洗，繼續(xù)在電極表面滴涂8~12 μL 濃度為100 μg/mL的牛血清白蛋白溶液，4 ℃ 冰箱中保存晾干；（5）將步驟（4）中得到的電極用PBS清洗，在4 ℃ 冰箱中保存晾干后，即制得光電化學(xué)己烯雌酚傳感器；所述的Cu-TiO2/MoS2溶膠為將50 mg 的Cu-TiO2/MoS2粉末溶于10 mL超純水中，并超聲30 min后制得的水溶膠；所述的PBS為10 mmol/L的磷酸鹽緩沖溶液，所述的磷酸鹽緩沖溶液的pH值為7.4。2. 本專利技術(shù)所述的制備方法所制備的光電化學(xué)己烯雌酚傳感器的應(yīng)用，其特征在于，包括如下應(yīng)用步驟：a. 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制：配制一組包括空白標(biāo)樣在內(nèi)的不同濃度的己烯雌酚標(biāo)準(zhǔn)溶液；b. 工作電極修飾：將如權(quán)利要求1所述的制備方法所制備的光電化學(xué)己烯雌酚傳感器為工作電極，將步驟b中配制的不同濃度的己烯雌酚標(biāo)準(zhǔn)溶液分別滴涂到工作電極表面，4 ℃ 冰箱中保存；c. 工作曲線繪制：將飽和甘汞電極作為參比電極，鉑絲電極作為輔助電極，與步驟b所修飾好的工作電極組成三電極系統(tǒng)，連接到光電化學(xué)檢測設(shè)備上；在電解槽中先后加入15mL pH=9.6的Tris–HCl緩沖溶液和5 mL 10 mmol/L的L-抗壞血酸-2-磷酸三鈉鹽AAP溶液；本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種基于銅摻雜納米光電材料的光電化學(xué)己烯雌酚傳感器的制備方法，其特征在于所述的銅摻雜納米光電材料為銅摻雜二氧化鈦納米方塊原位復(fù)合二硫化鉬的二維納米復(fù)合材料Cu?TiO2/MoS2，所述的光電化學(xué)己烯雌酚傳感器由工作電極、Cu?TiO2/MoS2、己烯雌酚抗體、堿性磷酸酶、牛血清白蛋白組成。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于銅摻雜納米光電材料的光電化學(xué)己烯雌酚傳感器的制備方法，其特征在于所述的銅摻雜納米光電材料為銅摻雜二氧化鈦納米方塊原位復(fù)合二硫化鉬的二維納米復(fù)合材料Cu-TiO2/MoS2，所述的光電化學(xué)己烯雌酚傳感器由工作電極、Cu-TiO2/MoS2、己烯雌酚抗體、堿性磷酸酶、牛血清白蛋白組成。2.如權(quán)利要求1所述的基于銅摻雜納米光電材料的光電化學(xué)己烯雌酚傳感器的制備方法，其特征在于，所述的制備方法包括以下兩個制備步驟：a. 制備Cu-TiO2/MoS2；b. 制備光電化學(xué)己烯雌酚傳感器。3.如權(quán)利要求1和2所述的基于銅摻雜納米光電材料的光電化學(xué)己烯雌酚傳感器的制備方法，其特征在于，所述的Cu-TiO2/MoS2的具體制備步驟為：（1）取0.6 g二硫化鉬粉末和0.2 ~ 2.0 mmol銅鹽共同加入到3~10 mL正丁基鋰溶液中，在氮氣保護(hù)和30 ~ 60 ℃下，攪拌12 ~ 48小時，得到反應(yīng)后的溶液；（2）利用非極性溶劑洗滌步驟（1）中反應(yīng)后的溶液，然后在30 ~ 60 ℃下進(jìn)行水浴超聲處理，處理完后，再利用非極性溶劑洗滌處理后的溶液，真空干燥，得到銅插層的二硫化鉬納米材料；（3）取10 ~ 500 mg步驟（2）制得的銅插層的二硫化鉬納米材料加入到5 mL鈦酸四丁酯中，攪拌1小時后，邊攪拌邊緩慢加入0.5 ~ 0.8 mL氫氟酸，然后160~200 ℃下在反應(yīng)釜中反應(yīng)18 ~ 24小時；（4）將步驟（3）所得的反應(yīng)產(chǎn)物，用超純水和無水乙醇離心洗滌三次后，50 ℃下真空干...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張勇，孫旭，魏琴，李燕，馬洪敏，
申請(專利權(quán))人：濟(jì)南大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：山東;37
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