科创中国

本发明涉及光电材料以及光电压检测技术领域,尤其涉及一种基于硫空位的自供能光电压适配体传感器及其制备方法和应用。将具有硫空位的纳米复合材料Bi2S3 X/Ti3C2修饰在ITO电极表面,作为光阳极。然后将水热合成的CuO修饰在ITO电极表面,再修饰一层壳聚糖成膜剂,负载待检测物适配体,作为光阴极。最后将光阳极和光阴极连接起来,构建基于硫空位的自供能光电压适配体传感器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：基于硫空位的自供能光电压适配体传感器的制备方法，包括以下步骤：(1)Bi2S3-X/Ti3C2的制备：将硝酸铋和硝酸的混合溶液缓慢倒入碳化钛分散液中，超声均匀，与此同时，将硫化钠水溶液缓慢加入上述超声均匀的溶液中，收集沉淀并洗涤，经冷冻干燥即可得到Bi2S3-X/Ti3C2纳米复合材料，作为光阳极；(2)CuO粉末的制备：氯化铜溶液用氢氧化钠溶液调节pH，然后转移至聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中进行水热反应，自然冷却后，将产物离心水洗并在烘箱中进行干燥；(3)基于硫空位的自供能光电压适配体传感器的制备：将步骤(1)和步骤(2)制得的Bi2S3-X/Ti3C2和CuO粉末分别分散于DMF溶液中，滴涂于氧化铟锡(ITO)电极上，分别标记为Bi2S3-X/Ti3C2/ITO和CuO/ITO，然后，在CuO/ITO修饰电极上进一步修饰成膜剂壳聚糖，标记为CTS/CuO/ITO，再取一定浓度的待检测物适配体修饰于所制备的CTS/CuO/ITO上，得到Apt/CTS/CuO/ITO。

微囊藻毒素-RR(Microcystin-RR，简称MC-RR)，是一个在2位和4位为精氨酸的MC变体，这种结构使得其与其他微囊藻毒素同源物相比更亲水。微囊藻毒素-RR是继微囊藻毒素-LR之后最广泛的MC变体，主要是由富营养爆发的蓝绿藻释放的。除了毒害野生动物、牲畜和家禽外，微囊藻毒素还能污染饮用水，导致人类肝脏损伤和肝癌发病率增加。毒素检测研究发现微囊藻毒素通过与1A(PP1)和2A(PP2)结合抑制肝功能，导致肝组织坏死和原发性肿瘤。

目前，已经被报道的测定微囊藻毒素-RR的方法主要有：气相色谱-质谱法(GC-MS)、化学发光免疫分析法(CLIA)、荧光法(FL)和酶联免疫吸附测定法(ELISA)等。但是现存的大多数仪器分析方法都存在局限性，比如价格昂贵、仪器操作专业度高、前处理过程复杂耗时，难以进行大规模现场检测。因此，开发一种简单、快速、高效的检测微囊藻毒素-RR的方法是极其重要的。

自供能光电化学传感器是近年来发展迅速的一种新型传感器，它不必依赖外部电源，在阴极和阳极之间不用外加任何偏置电压，依靠自然光激发，进行载流子传递，产生能量，自给自足，形成电势差，实现了传感器的自供电，可以解决当前传统传感器电池能量不足的问题，有利于实际检测的小型化和便捷化，因此受到了人们的广泛关注。本发明在光电材料以及光电压检测技术领域有着广泛的应用前景。

发明人：蒋鼎 张林华 杜晓娇 陈智栋

常州大学坐落于经济发达、人文荟萃的江南历史文化名城——江苏省常州市。学校始建于1978年，原名为南京化工学院无锡分院、常州分院，是一所在我国改革开放之初创办的省属全日制本科院校。1981年经国务院批准，正式定名为江苏化工学院。1984年实行江苏省人民政府和中国石油化工总公司联合办学机制，1992年正式成为中国石油化工集团公司（原中国石油化工总公司）管理的部属院校，并更名为江苏石油化工学院。2000年起，学校实行中央与地方共建、以江苏省管理为主的管理体制，2002年更名为江苏工业学院。2010年，经教育部批准更名为常州大学。2011年，江苏省人民政府与中国石油天然气集团公司、中国石油化工集团公司、中国海洋石油总公司签署共建常州大学协议。历经三十六年的建设和发展，学校成为一所以工学、理学、管理为主、多学科协调发展、具有“产学研”合作办学特色的普通高等院校。

(1)本发明以Apt/CTS/CuO/ITO为光阴极，以Bi2S3-X/Ti3C2/ITO为光阳极，采用双光电极，与传统的单光电极相比，具有更高的光电压；引入Ti3C2与Bi2S3耦合从而增强电子传输效率；光阳极具有硫空位，能够调节带隙，增加光吸收和光生载流子的数量；适配体的加入使得该传感器可以特异性检测林可霉素。

(2)本发明制备的基于硫空位的自供能光电压适配体传感器用于微囊藻毒素-RR的检测，该传感器稳定性高，灵敏度高，重现性好，线性范围宽，可以实现简单、便捷的定量检测，且本发明的自供能光电压传感器所检测的微囊藻毒素-RR浓度范围可以为10-16mol/L～10-11nmol/L，最低检测限为4.7×10-17mol/L。

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