[发明专利]一种检测17β-雌二醇的新型光电生物传感体系

说明书

本发明公开了一种检测17β‑雌二醇的新型光电生物传感体系。根据光电传感体系，共催化剂FeOOH能够充分利用和输送大量的空穴，极大地减少了光生载流子的复合从而增强基底的光电流信号，通过与CoTiO3形成的异质结更好地扩大了光吸收范围且使光生载流子更好地在电极上运输。所制备的检测17β‑雌二醇传感器具有良好的稳定性和满意的特异性。

技术领域

本发明涉及光电生物检测技术领域，更具体地说是一种检测17β-雌二醇的新型光电生物传感体系。

背景技术

通过光的照射，光被金属或半导体电极材料吸收，或被电极附近溶液中的反应剂吸收，造成能量积累或促使电极反应发生，体现为光能与电能和化学能的转换，例如光电子发射；光电化学电池的光电转化；电化学发光等。光电合成的发展面甚广，生命的起源有可能是由天然的光电合成而产生的。利用光电化学原理可以富集稀有金属和贵金属，又可以记录和保存信息，还可用简单的方法随时消去信息，都是发展科学技术所必需的手段。有效净化工业废水是解决水资源日益减少问题的迫切需要。近年来，半导体光催化技术作为一种环境友好的、可持续的废水处理技术在废水处理领域显示出巨大的发展潜力。

在纳米尺度上复合物理化学性能差别迥异的成分，实现材料的多功能化是纳米合成的一个热点领域。纳米复合材料体系中各组分之间可以产生强相互耦合作用，不仅可以增强材料各自的本征特性，而且还可能表现出许多新奇的物化特性，从而突破单一组分材料性能的局限，在新型功能材料研发、能源转化和储存、环境保护与污染处理、生物医药等领域具有广泛应用。随着合成技术和表征手段的快速发展，人们已可以在原子和分子层次上控制纳米复合材料的合成，观察复合材料不同成分的界面结构，揭示复合材料不同组分间的耦合原理，并调控复合材料的物化性能。

17β-雌二醇（E2）是一种内源性雌激素，具有较强的雌激素活性，对人和动物的发育和性成熟具有积极意义。然而，由于药物滥用在牲畜生长促进和人类药物治疗上，大量的E2被排放到环境中。研究表明，环境中的E2残留可通过食物链在人体中富集，导致雌激素活性降低或过度兴奋，从而增加内分泌功能障碍、乳腺癌和男性不育的发病率，这种环境微污染物已引起许多国际组织的重视，建立准确、灵敏的E2分析方法具有极其深远的意义。

发明内容

本发明提供了通过一种检测17β-雌二醇的新型光电生物传感体系，该方法可以在绝大多数实验室中轻易实现而不需要复杂繁琐的大型设备支持。具体制备方案如下：

（1）FeOOH层的电化学沉积：将FTO、Pt和Ag/AgCl三个电极作为一组浸入0.1-0.2 MFeSO4·7H2O电解质中形成电化学沉积的装置，在无模拟光照条件下，电化学沉积电位和时间分别控制在1.2 V vs Ag/AgCl和10-20 min；

（2）制备FTO/FeOOH/CoTiO3：将0.01-0.02 mol Co(CH3COO)2·4H2O和0.01-0.02mol钛酸四丁酯与60-70 mL乙二醇混合，搅拌20-24 h后，将搅拌均匀的CoTiO3前驱体溶液离心3次，并用乙醇洗涤，70-80 ℃真空干燥，时间4-5 h，最后，将粉末在空气中进行2-3 h的热处理，温度为500-600℃，将20-30 μL的CoTiO3溶液(8-10 mg/mL)在电极上修饰并干燥，形成FTO/FeOOH/CoTiO3电极；

（3）制备生物传感电极：然后用6-7 μL含1%乙酸的0.5%壳聚糖溶液修饰电极，空气中半干燥，再用去离子水(DI)冲洗电极，然后，用6-7 μL戊二醛溶液(2.5%)孵育电极，启动壳聚糖氨基与戊二醛醛基的交联反应，孵育1-2 h后，电极用DI洗涤，然后在4 ℃冰箱中与6-7 μL氨基修饰的适配体溶液(2-3 μM)孵育4-5 h，接下来，清洗电极以清除没有共价固定在电极上的适配体，加入4-5 μL 6-巯基-1-己醇(MCH)阻止非特异性结合并冲洗，加入6-7μL不同浓度的17β-雌二醇，孵育2-3 h，然后用DI洗涤，电极保存在4-5 ℃，直到用于检测；