[发明专利]基于氧化石墨烯和硫化镉量子点异质结构的分子印迹光电化学传感器及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种基于氧化石墨烯和硫化镉量子点异质结构的分子印迹光电化学传感器及其制备方法和在Fumonisin B₁(FB₁)毒素方面的检测。本发明制备的传感器以氧化石墨烯和硫化镉量子点异质结构作为光电转换层，表面修饰含有毒素识别位点的分子印迹膜来实现FB₁毒素的检测，其具有检测范围宽，灵敏度高，选择性好的优点。另外，本发明通过理论计算来确定异质结构材料的能带位置，并将分子印迹技术与光电化学相结合，最后将制备得到的传感器用于Fumonisin B₁毒素的检测，检测限可达4.73pg·mL^‑1，且响应稳定，检测方法具有良好的重现性。

技术领域

本发明涉及纳米材料、光电化学分析与环境监测、传感相结合技术领域，具体涉及一种基于氧化石墨烯和硫化镉量子点异质结构的分子印迹光电化学传感器及其制备方法和应用。

背景技术

伏马毒素主要由镰刀菌属物种生产，这些物种在农田中或粮食贮藏期间生长在农作物上，并且近几年发现FB₁在其他食物如啤酒，葡萄酒，大米，粗面粉，高粱，小米或硬粒小麦面食存在，并且导致了许多疾病的产生，对食品安全和人体健康产生了巨大的威胁。因此，对FB₁的检测方式的发展是迫切需要的。相比于高效液相色谱，薄层色谱法和液相色谱-质谱等传统检测方法，光电化学分析方法具有低背景和高选择性的优点，且成本较低，仪器操作简单且易携带，因此光电化学(PEC)分析技术在化学和生物学分析中显示出巨大的潜力。为了提高传感器的质量，一方面，光电转换层采用理论计算确定其异质结构，使电子空穴能够高效快速的分离，产生稳定的光电流；另一方面，这里将分子印迹技术与光电化学相结合，提高传感器对FB₁毒素的选择性，从而达到高灵敏度的检测。基于此，本发明的用于FB₁检测的基于氧化石墨烯和硫化镉量子点的分子印迹光电化学传感器就被制备出来。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于氧化石墨烯和硫化镉量子点异质结构的分子印迹光电化学传感器及其制备方法和应用。

为实现上述发明第一个目的，本发明提供以下技术方案：

一种基于氧化石墨烯和硫化镉量子点异质结构的分子印迹光电化学传感器，所述传感器包括工作电极，以及依次涂覆在所述电极表面的基于氧化石墨烯和硫化镉量子点异质结构光电转换层和分子印迹聚合物膜层。

进一步地，上述技术方案中所述的工作电极优选为ITO导电玻璃电极。

本发明的另一个目的在于提供上述所述的基于氧化石墨烯和硫化镉量子点异质结构的分子印迹光电化学传感器的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)确定所述氧化石墨烯和硫化镉量子点的能带；

(2)将含氧化石墨烯、硫化镉量子点和壳聚糖的均匀混合液滴涂在洁净的工作电极表面，干燥后形成基于氧化石墨烯和硫化镉量子点异质结构光电转换层；

(3)将含有FB₁毒素的分子印迹聚合液滴涂在所述异质结构光电转换层表面，通过光聚合形成分子印迹聚合物膜层，再利用乙醇溶液洗脱模板分子，制得本发明所述的基于氧化石墨烯和硫化镉量子点异质结构的分子印迹光电化学传感器。