[发明专利]一种PEC适配体传感器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有高特异性和超高检测灵敏度的PEC适配体传感器及其制备方法，其中，该PEC适配体传感器包括：BiVO₄薄膜(作为光阳极)、DNA适配体和g‑C₃N₄薄膜，该PEC适配体传感器以g‑C₃N₄薄膜作为光阳极和DNA适配体之间的界面调和体，g‑C₃N₄薄膜的厚度为5nm～15nm。本发明的有益之处在于：BiVO₄薄膜和g‑C₃N₄薄膜之间能带结构存在差异，这种能带结构差异可促进BiVO₄薄膜上的光生空穴向g‑C₃N₄薄膜方向定向转移，从而可显著提高光生空穴向待检测物质定向输运的能力，所以该PEC适配体传感器具有超高的检测灵敏度，另外，g‑C₃N₄薄膜对DNA适配体具有良好的π‑π吸附特性，可有效固定DNA适配体，从而实现对待检测物质的高特异性捕获，所以该PEC适配体传感器具有高特异性。

技术领域

本发明涉及一种PEC适配体传感器及其制备方法，具体涉及一种具有高特异性和超高检测灵敏度的PEC适配体传感器及其制备方法，属于光电化学技术领域。

背景技术

光电化学(photoelectrochemical，PEC)传感器是以光源作为激发信号，利用处于激发态的半导体光电材料与待测物之间发生的电子传递，来达到对待测物的定性或定量分析的，由于激发信号(光源)和检测信号(电化学信号)不同且互不干扰，所以与传统的检测方法(例如：色谱法、酶标法、原子吸收光谱等)相比，PEC传感器具有背景信号更低、灵敏度高、操作简单、检测成本低廉等优点，因此在环境风险物监测和生物医学检测领域有着重要的应用前景。

早期的PEC传感器普遍存在特异性差、灵敏度低、抗干扰信号弱等缺点，为了克服这些缺点，研究者将生物技术与PEC传感器进行了结合，形成了生物传感技术，事实证明，这种结合有效克服了上述缺点。目前，主要的生物传感技术包括：酶联免疫技术、分子印迹技术、适配体技术，其中，适配体技术是将可特异性识别目标物的随机寡核苷酸DNA序列(DNA适配体)固定于PEC传感器之上，以DNA 适配体作为前端检测探针捕获待检测物质，从而引发PEC传感器表面光电信号的改变。适配体技术相比于分子印迹技术和酶联免疫技术，具有更高的特异性和环境稳定性能，因此是前景最好的生物传感技术。

DNA适配体与PEC传感器结合所形成的新的传感器，我们称之为PEC适配体传感器。

目前，将DNA适配体固定于PEC传感器的光阳极材料之上，往往需要引入其他带有特定基团的有机物(例如-NH₂、-HS、-CHO等) 作为固定剂，固定剂的存在增大了半导体光电材料和DNA适配体之间的电子传递能垒，从而降低了PEC适配体传感器的检测灵敏度和特异性。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种具有高特异性和超高检测灵敏度的PEC适配体传感器及其制备方法。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种具有高特异性和超高检测灵敏度的PEC适配体传感器，包括： BiVO₄薄膜和DNA适配体，其中，BiVO₄薄膜作为光阳极，其特征在于，还包括：g-C₃N₄薄膜，该PEC适配体传感器以g-C₃N₄薄膜作为光阳极和DNA适配体之间的界面调和体。

前述的具有高特异性和超高检测灵敏度的PEC适配体传感器，其特征在于，前述BiVO₄薄膜的厚度为300nm～400nm。