[发明专利]一种基于氮化碳信号放大的光电化学传感器及其制备和应用

说明书

本发明属于电化学传感器领域，具体涉及一种基于氮化碳信号放大的光电化学传感器及其制备和应用。本发明以g‑C₃N₄为光活性材料，以待测物质的适配体为生物识别元件，以Na₂SO₄溶液为电解液，以GaN为工作电极；将g‑C₃N₄和待测物质的适配体加入电解液中，与三电极系统一起构成基于氮化碳信号放大的光电化学传感器。该传感器操作简单，灵敏度高。

技术领域

本发明属于电化学传感器领域，具体涉及一种基于氮化碳信号放大的光电化学传感器及其制备方法。

背景技术

四环素类抗生素是20世纪40年代发现的一类广谱抗生素。这一类抗生素广泛应用于人体或者是饲养动物中细菌、细胞内支原体、衣原体等引起的感染的治疗。但是，四环素的滥用致使其通过直接服用药物或通过间接食用动物性食品在人体内累积，这将产生一些严重的风险，如增加微生物菌种对药物的耐药性、对一些敏感性人群产生过敏或毒性反应，并会抑制骨生长。而且，早自1956年，就已经发现四环素有可能影响牙齿的发育和形成，不但使牙齿变黄，还会引起牙釉质发育不良或牙齿畸形。因此，四环素的检测与环境监测有着重要的社会意义。

目前四环素的检测方法主要有以下几种：

（1）等离子共振检测法：该方法是通过密切监测折射率(Ri)提供实时和目标质量依赖的信号。此方法成本较高，前期处理较复杂。

（2）电化学发光法检测：方法测量精度高，检测范围广，但是在稳定性和特异性方面有待提高。

（3）液质联用法检测：该方法虽然可以实现高灵敏度，高选择性检测，但操作复杂，且仪器成本相对较昂贵，检测时间较长。

（4）光电化学传感器法：光电化学分析的灵敏度高，而且背景信号低，操作便捷、设备简单、检测成本低，但常常存在选择性不足的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于氮化碳信号放大的四环素光电化学传感器的制备方法。该传感器构造简单、成本低廉、选择性高。

为实现本发明的目的，采用如下技术方案：

一种基于氮化碳信号放大的光电化学传感器的制备方法，以g-C₃N₄为光活性材料，以待测物质的适配体为生物识别元件，以GaN为工作电极；将g-C₃N₄和待测物质的适配体加入电解液中，与三电极系统一起构成基于氮化碳信号放大的光电化学传感器。

g-C₃N₄在电解液中的浓度为0.66~19.8 mg/ml。

待测物质的适配体在电解液中的浓度为40 nM~120 nM。

所述的三电极系统是以铂电极为对电极，Ag/AgCl电极作为参比电极。

一种如上所述的制备方法制得的基于氮化碳信号放大的光电化学传感器。

一种如上所述的基于氮化碳信号放大的光电化学传感器的应用：用于溶液中的四环素检测，此处所指的溶液可以是食品、药品等配制成的溶液。

该传感器用于溶液中的四环素检测时，更为具体的：是将待测体系加入到所述的基于氮化碳信号放大的光电化学传感器的电解液中，联用紫外灯（波长一般为350～400nm）对电解液进行辐照，在有四环素存在的体系中，所述的氮化碳信号放大的光电化学传感器会产生光电流增强，通过绘制已知四环素的浓度和光电流的标准曲线，由所述的基于氮化碳信号放大的光电化学传感器检测到的光电流即可确定待测体系中四环素的浓度。