[发明专利]CdS@GR-CoOOH纳米复合材料的制备方法、光电化学生物传感器及其应用

说明书

本发明属于纳米新材料技术领域，涉及一种CdS@GR‑CoOOH纳米复合材料的制备方法、光电化学生物传感器及其应用，本发明成功合成了CdS@GR‑CoOOH纳米复合材料，设计了用于监测ALP活性的简单PEC生物分析平台；本发明在GR(石墨烯)纳米膜表面上沉积CdS量子点和CoOOH纳米片，合成的CdS@GR‑CoOOH纳米复合材料具有强光电性，本发明同时提供一种光电化学生物传感器，即在工作电极上修饰有所制得的CdS@GR‑CoOOH纳米复合材料，光电化学生物传感器应用于碱性磷酸酶(ALP)的检测，实现了ALP的快速检测，检测稳定性好，检测限低。

技术领域

本发明属于纳米新材料技术领域，涉及一种CdS@GR-CoOOH纳米复合材料的制备方法、光电化学生物传感器及其应用。

背景技术

碱性磷酸酶(ALP)是一种非特异性磷酸单酯酶，广泛存在于哺乳动物生物的各种组织中，包括肠，肝，骨，肾和胎盘。ALP能够催化核酸，蛋白质和一些小分子的去磷酸化过程。 ALP水平异常与许多疾病密切相关，如骨病，肝炎，糖尿病，阻塞性黄疸，前列腺癌和肝癌。因此，ALP通常被用作临床诊断中最重要的生物标志物之一。因此，非常需要在医学诊断和生物医学研究中建立用于ALP水平和活性测定的特异性和灵敏性探针。迄今为止，许多基于各种技术的方法已被用于检测ALP活性，例如，使用各种荧光，强化学发光，比色，电化学信号已被报道。然而，上述方法通常具有需要样品处理和昂贵仪器的限制。因此，实现ALP活动筛选的敏感，简单和快速平台仍然是一个挑战。

光电化学(PEC)传感技术作为一种新兴的蓬勃发现的检测技术，由于其灵敏度高，响应速度快，成本低，仪器简单等特点而受到越来越多的关注，它结合了光学方法和电化学传感的优点。为了制造典型的PEC系统，光活性材料是必不可少的元素。作为光子-电能转换层，在激发光照射下会发生光活性材料的电荷分离和转移，并产生光电流作为检测信号。作为窄带隙半导体，量子点(QD)已被广泛研究为流行的可见光光电化学纳米材料。由于其有效的光电转换元件和生物分子的独特生物相容性，通常采用CdS QD作为光活性材料，其可以光激发以产生光电流作为读出信号。具体地，氧化石墨烯(GO)是用于促进半导体性质的有用的纳米材料，当加入水合肼后把GO还原为GR(石墨烯)，使其化学性质更加稳定，已经证明CdS@GR复合材料减少电子-空穴对的重组以增加PEC信号和改善CdS QD的稳定性的合适策略。

作为新兴的2D纳米材料，羟基氧化钴(CoOOH)纳米薄片已经显示出改善光电化学性能的显着优点。由于2D纳米片的超薄纳米结构，载流子传输距离缩短，有利于快速光电化学反应和减轻电子-空穴复合。同时，快速空穴迁移也可以增强光生电荷的分离。因此，CoOOH纳米片被认为是一种有效的空穴转移材料。然而，CoOOH纳米材料在光电化学中的发展仍处于起步阶段。主要通过使用CoOOH纳米薄片的有效光催化活性进行水解离和有机污染物降解来完成成果。据报道，在钒酸铋(BiVO4)上层状CoOOH的涂层可以有效地使BiVO₄的表面俘获状态失活并促进光载流子在半导体/液体界面上的转移，从而实现更高的 PEC效率。

发明内容

本发明目的在于提供一种CdS@GR-CoOOH纳米复合材料的制备方法，在GR(石墨烯)纳米膜表面上沉积CdS量子点和CoOOH纳米片，合成的CdS@GR-CoOOH纳米复合材料具有强光电性，本发明同时提供一种光电化学生物传感器，即在工作电极上修饰有所制得的 CdS@GR-CoOOH纳米复合材料，光电化学生物传感器应用于碱性磷酸酶(ALP)的检测，实现了ALP的快速检测，检测稳定性好，检测限低。

本发明所述的CdS@GR-CoOOH纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：