[发明专利]一种基于Au@TiO2/Bi2S3修饰电极的光电化学传感器的制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于Au@TiO₂/Bi₂S₃修饰电极的乳腺癌标志物CA15-3的光电化学传感器的制备方法及应用。具体是在电极上将具有光电催化活性的Au@TiO₂核壳纳米材料与Bi₂S₃纳米棒复合，制备无标记型光电化学传感器，实现对乳腺癌标志物CA15-3的快速、超灵敏检测。属于新型功能材料与生物传感检测技术领域。

背景技术

光致电化学检测是生物分析中一种新兴的检测方法。光致电化学检测过程中，光为激发信号，电信号作为检测信号。由于激发信号和检测信号的完全分离使得背景信号的降低，光致电化学具有比传统的电化学方法更高的灵敏度。因此，将免疫分析技术与光电检测技术结合，能够大大提高被测物检测的灵敏度，实现高灵敏检测。此外，与荧光、化学发光等光学检测方法复杂、昂贵的光学检测装置和复杂的影像识别软件对比，光致电化学检测装置具有简单和成本低等优点。近几年来，光电化学传感器已广泛应用于疾病分析、环境治理与食品检测中。

TiO₂是一种在光催化、太阳能电池以及燃料电池等方面应用广泛的半导体材料。然而由于TiO₂宽的禁带宽度（3.2 eV），只能在紫外光区被有效激发，因此在可见光区的光电转换效率极低。Bi₂S₃拥有窄的禁带宽度（1.6 eV），将其与TiO₂复合可增强其在可见光的光电转换效率。此外，Au@TiO₂核壳结构中Au的引入可增强光电子的传输速度，从而提高材料的光电性能。本发明以Au@TiO₂/Bi₂S₃纳米材料为光活性基底，制备无标记型免疫传感器，实现对乳腺癌标志物CA15-3的高灵敏检测。此外，该传感器应用于其他肿瘤标志物的分析检测。

发明内容

本发明的目的之一是基于Au@TiO₂/Bi₂S₃修饰电极的光电化学传感器的制备。

本发明的目的之二是将该光电化学免疫传感器应用于乳腺癌标志物CA15-3的高灵敏检测。

本发明的技术方案

1. 一种基于Au@TiO₂/Bi₂S₃修饰电极的乳腺癌标志物CA15-3的光电化学传感器的制备方法

（1）Au@TiO₂/Bi₂S₃修饰电极的制备，将ITO导电玻璃切割至2 cm × 0.5 cm大小，依次用洗洁精、丙酮、乙醇和超纯水超声清洗30 min，用氮气吹干；将6 μL、3 mg/mL的Au@TiO₂溶液滴加到电极表面，室温条件下自然晾干，将6 μL、3~5 mg/mL的Bi₂S₃溶液滴加到电极表面，室温条件下晾干；

（2）滴加6 μL、8~12 μg/mL的CA15-3捕获抗体Ab₁于电极表面，4℃冰箱中晾干，超纯水冲洗；

（3）滴加3 μL、质量分数为0.5 ~ 2.0 %的BS溶液A于电极表面，以封闭电极表面上非特异性活性位点，4℃冰箱中晾干；

（4）用超纯水清洗，晾至湿润状态，将6 μL、0.01 ng/mL ~ 50 ng/mL不同浓度的CA15-3溶液滴涂于电极表面，使其与CA15-3捕获抗体发生特异性免疫反应，4℃冰箱中孵化1 h，用超纯水冲洗以除去未结合的CA15-3，室温下晾干，制得一种基于Au@TiO₂/Bi₂S₃修饰电极的乳腺癌标志物CA15-3的光电化学传感器。

2．Au@TiO₂的制备

（1）Au纳米粒子的制备