[发明专利]一种基于锌和钼共掺杂钒酸铋阵列的光电化学己烯雌酚传感器的制备方法

说明书

本发明涉及一种基于锌和钼共掺杂的钒酸铋阵列的光电化学己烯雌酚传感器的制备方法及应用。本发明具体是将锌和钼共掺杂的钒酸铋阵列作为基底材料电沉积在氧化铟锡导电玻璃上，锌和钼共掺杂的钒酸铋的蠕虫状多孔结构具有大的表面积可增加光的捕获和生物分子的负载，同时，锌和钼元素的掺杂可加入额外的电子，促进光生电子空穴的分离效率；制备的锰铁氰化合物是一种对过氧化氢具有催化功能的金属无机框架材料，将其作为竞争标记物；基于此，本体系以过氧化氢作为电子供体，构建了一种基于减弱型信号竞争策略的光电化学传感器，实现了对己烯雌酚的灵敏检测，该方法对早期诊断和监测自身免疫性疾病具有重要意义。

技术领域

本发明属于纳米功能材料、免疫分析以及生物传感技术领域，具体将锌和钼共掺杂的钒酸铋作为基底材料，金纳米颗粒/锰铁氰化合物复合物作为竞争标记物，构建了检测己烯雌酚的光电化学传感器的制备方法。

背景技术

己烯雌酚是一种合成型雌激素化合物，广泛用于家畜生产、水产养殖和预防妊娠并发症的临床药物中，研究证明，暴露于己烯雌酚的普通人群会增加患自身免疫性疾病和癌症的风险。由于其潜在的毒性和稳定性，其已经被确定为一种由环境引起的内分泌干扰物质。目前，对于己烯雌酚的检测方法有很多，比如酶联免疫吸附法、电化学分析、毛细管电泳技术等方法，但上述方法具有操作复杂、仪器昂贵、耗时等劣势，因此本发明发展的是一种操作简便、价格低廉、灵敏度高的检测方法。本发明构建的光电化学传感器是一种利用光电活性物质的光电转换性质确定待分析物浓度的装置，因其检测信号是电信号，激发信号是光源，实现了激发信号与检测信号的分离，具有较低的背景信号和较高的灵敏度，且其制备简便、成本较低，因此在食品分析、环境检测、水质分析、生物分析等领域应用广泛。

光活性材料是光电化学传感器关键组成部分。作为一种性能优良的光电转换半导体材料，钒酸铋因较窄的带隙（2.4 eV）被广泛应用于光催化、燃料电池等领域，然而较差的电荷分离效率和电荷转移能力限制了它的应用。因此，在本项发明中，通过电沉积和煅烧的方法制备钒酸铋并对其进行锌和钼元素共掺杂，这不仅可调控钒酸铋的电子结构，还能形成局部内置电场，利于电荷的分离。形成的蠕虫状钒酸铋纳米结构具有大的表面积，利于负载生物分子。另外，将制备的过氧化物模拟酶锰铁氰化合物作为竞争标记物可以催化过氧化氢，使传感器摆脱了传统的酶传感器对环境要求高、花费高等劣势，提高光电化学传感器的灵敏度。

发明内容

本发明的目的之一是分别合成锌和钼元素共掺杂的钒酸铋，利用元素的掺杂，在钒酸铋阵列中形成一个内置电场，提高钒酸铋的电荷分离，促进光生电子的转移，提高光电转换效率。

本发明目的之二是合成锰铁氰化合物及金纳米颗粒复合物，金氨键与信号抗体结合，形成锰铁氰化合物及金纳米颗粒生物共轭物。

本发明目的之三是以锌和钼元素共掺杂钒酸铋阵列作为光活性基底材料，以锰铁氰化合物及金纳米颗粒复合物作为信号标记物，构建竞争型光电化学免疫传感器，并且用于己烯雌酚的快速、灵敏检测。

本发明的技术方案如下：

1. 一种基于锌和钼共掺杂的钒酸铋的光电化学己烯雌酚传感器的制备方法，制备步骤如下：