[发明专利]有机纳米电化学发光响应传感器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电化学发光响应材料传感器，尤其涉及一种有机纳米电化学发光响应传感器，同时，本发明还涉及该有机纳米电化学发光响应传感器的制备方法。

背景技术

纳米技术和传感技术是21世纪的两大领先技术，在这两者之间存在着许多技术交叉。纳米技术引入传感器领域后，提高了传感器的灵敏度和其它性能，并促发了新型的传感器。纳米传感器在环境监测、食品工业等方面得到了高度重视和广泛应用，将有望成为新兴产业。电化学发光传感器作为一种有价值的检测装置，其在检测应用中已经得到越来越多的关注。迄今为止，大部分的纳米材料电化学发光传感器都是由无机半导体纳米材料作为电化学发光试剂制备成的，但是无机半导体纳米材料只能产生阴极的电化学发光发射峰，不能检测像多巴胺和脯氨酸等那些容易被氧化的小分子。同时，电化学发光反应剂的固定一直是研究可再生电化学发光传感器的关键问题，全氟磺酸阳离子交换树脂膜（Nafion）是一种最常用的固定反应试剂的材料，但是，这种纯的树脂膜电荷转移速率相对很慢，因而减弱了可电化学发光传感器的导电性，直接影响电化学发光材料的检测性能。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种检测限低，灵敏度高的有机纳米电化学发光响应传感器的制备方法。

为实现上述目的，本发明的有机纳米电化学发光响应传感器的制备方法，包括以下步骤：

a、获取有机纳米电化学发光响应材料：将具有电化学发光响应的有机分子物质溶解在挥发性有机溶剂中得到有机分子溶液，在挥发性有机溶剂形成的对溶剂气氛下，有机分子溶液在基底上通过自组装方法得到有机纳米电化学发光响应材料；

b、制备有机纳米电化学发光响应传感器：采用掺有高导电材料的全氟磺酸阳离子交换树脂膜，将有机纳米电化学发光响应材料固定在电极上，得到有机纳米电化学发光响应传感器，所述高导电材料与全氟磺酸阳离子交换树脂膜的重量比为1:100~4:100。

将具有电化学发光响应的有机分子物质通过自组装方法制得的有机纳米电化学发光材料用于修饰电极，能够直接增大电极工作面积，由此制得的传感器，可以大大降低传感器的检测限。在制备传感器过程中，采用掺有高导电材料的全氟磺酸阳离子交换树脂膜（nafion膜）将有机纳米电化学发光响应材料固定在电极上，高导电材料的掺加可以加快电子转移速率，从而增强nafion膜的导电性，增强有机分子电化学发光的强度；此外，还可利用高导电材料的静电作用降低某些带负电的物质的干扰，提高抗干扰能力，最终提高传感器的灵敏度。对传感器的性能检测发现，虽然nafion膜导电性增强可以使电荷快速转移，进而能够使有机纳米材料产生强的ECL信号，但是加入的高导电材料自身的黑体效应又会降低传感器的电化学发光信号，因此需要在电荷转移速率和黑体效应间找到平衡，以获得高灵敏ECL信号的传感器。本发明的制备方法限定高导电材料与全氟磺酸阳离子交换树脂膜的重量比为1:100~4:100，由此获得的传感器检测线低，灵敏度高，可用于检测如多巴胺、脯氨酸等容易被氧化的小分子。

作为对上述方式的限定，所述有机纳米电化学发光响应材料为一维纳米材料。

一维有机纳米材料具有比表面积大，制备简单，发光性强等优势，利用其制备的传感器灵敏度大大提高。通过一维有机纳米材料制备的传感器检测限比直接使用有机单分子制备的传感器检测限可以降低一个数量级。

作为对上述方式的限定，所述步骤a中具有电化学发光响应的有机分子物质为联吡啶钌、三(2-苯基吡啶)合铱、9,10-二苯基蒽、红荧烯或9,10-二苯乙炔基蒽中的一种。

作为对上述方式的限定，所述步骤a中挥发性有机溶剂为乙醇、丙酮、环己烷或乙腈中的一种。

在有机纳米电化学发光响应材料的自组装过程，少量高浓度的电化学发光响应有机分子物质溶液要在大量易挥发溶剂的环境中才能长出高质量的有机纳米材料，当大量溶剂在密闭环境中挥发达到饱和形成对溶剂气氛时，挥发速度变慢，由此控制基底上有机分子物质溶液的溶剂挥发速度，从而控制组装质量。因此溶剂的选取影响能否可控的制备出高质量有机纳米材料，而由高质量的有机纳米材料制备的传感器可以增大ECL的比表面积，从而大大增强灵敏度。本发明的制备方法中要求溶剂既是可以溶解具有电化学发光响应的有机分子物质的良溶剂，同时也是容易挥发的溶剂，由此选出以乙醇、丙酮、环己烷或乙腈中的一种作为较优的制备溶剂。

作为对上述方式的限定，所述步骤a中有机分子溶液浓度为0.03-0.08mmol/L。

作为对上述方式的限定，所述步骤a中基底为喷有Pt或者Au的石英玻璃。