[发明专利]一种用于提高生物传感器对重金属检测性的电极修饰材料

说明书

本发明涉及新型功能材料技术领域，公开了一种用于提高生物传感器对重金属检测性的电极修饰材料，以硝酸钇与石墨烯为原料合成氧化钇‑石墨烯复合材料，进一步制备得到的电极修饰材料具有纳米级孔径，并具有荧光显色性，能够少量、快速的监测出目标物中重金属粒子的含量，抗干扰能力强，进一步作为修饰材料添加到工作电极，应用到生物传感器中，对重金属粒子具有特异性识别能力，具有检测灵敏度高、成本低、检测范围广、使用寿命长等优点，并且具有防污、抗干扰等性能。

技术领域

本发明属于新型功能材料技术领域，具体涉及一种用于提高生物传感器对重金属检测性的电极修饰材料。

背景技术

传感器，也叫感应器。是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。国际电工委员会的定义为：“感应器是测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号”。按照Gopel等的说法是：“感应器是包括承载体和电路连接的敏感元件”，而“感应器系统则是组合有某种信息处理(模拟或数字)能力的系统”。感应器是传感系统的一个组成部分，它是被测量信号输入的第一道关口。

生物传感器，是一种对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器。是由固定化的生物敏感材料作识别元件(包括酶、抗体、抗原、微生物、细胞、组织、核酸等生物活性物质)、适当的理化换能器(如氧电极、光敏管、场效应管、压电晶体等等)及信号放大装置构成的分析工具或系统。生物传感器具有接受器与转换器的功能。随着生物科技的发展，传感器的变革持续进行中，尤其是对电极材料的研究越来越高科技化。随着环境的恶化，重金属粒子在生物体内的残留情况极为严重，而在生物链的初段，很难检测出重金属粒子的存在，以至不能够从源头上治理污染，如果能够将生物传感器的灵敏度以及检测准确性成倍提高，那么，重金属污染将无处遁形。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种用于提高生物传感器对重金属检测性的电极修饰材料，制备得到的电极修饰材料具有纳米级孔径，并具有荧光显色性，能够少量、快速的监测出目标物中重金属粒子的含量。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于提高生物传感器对重金属检测性的电极修饰材料，制备方法包括以下步骤：

（1）称取1.8-1.9克硝酸钇晶体，加入到100毫升烧杯中，向烧杯中加入30-35毫升醋酸水溶液，并在油浴锅中加热至90-100℃，搅拌下晶体逐渐溶解，完全溶解后，加入0.33-0.35克石墨烯，超声处理5-8分钟，得到混合物转移至圆底烧瓶中，向烧瓶中加入40-45毫升丙酮，摇匀后进行加热回流反应，反应温度为70-80℃，反应时间为2.5-3.0小时，反应结束后，得到反应产物在4500-5000转/分钟下离心处理2-3分钟，取上清溶液，用旋转蒸发仪在140-150℃下烘干70-80分钟，得到氧化钇-石墨烯复合材料；

（2）将步骤（1）制备得到的氧化钇-石墨烯复合材料分散于55-60℃的乙二胺溶液中，料液质量比为1:7.8-8.0，搅拌混合15-20分钟，滴加6-8毫升双氧水溶液，继续搅拌30-40分钟，加入到高压反应釜中，设定反应温度为110-120℃，反应时间为5-6小时，反应结束后，冷却至室温，倒去上清液，得到固体产物使用无水乙醇离心洗涤3-5次，置于80-90℃烘箱中干燥7-8小时，得到干燥粉末即为所述电极修饰材料。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述醋酸水溶液质量浓度为6.0-6.5%。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述双氧水溶液质量浓度为3.5-3.7%。