[发明专利]对金属离子同时进行荧光和电化学检测的含量子点电极的制备方法

说明书

本发明公开了一种对金属离子同时进行荧光和电化学检测的含量子点电极的制备方法。将硫化锌量子点溶液与等体积的海藻酸钠溶液混合，加入碳酸钙粉末混合均匀，即得到硫化锌量子点与海藻酸钠电沉积液；将所得硫化锌量子点与海藻酸钠电沉积液在ITO玻璃电极上进行共沉积，即得到能对金属离子同时进行荧光和电化学检测的含量子点电极。本发明制备的电极可以对被检测物质达到更好的检测效果，且具有制备方法简便、操作简单、制备过程环保无污染、成本低的特点，所制备的含量子点电极在生物传感领域和检测器领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种对金属离子同时进行荧光和电化学检测的含量子点电极的制备方法。

背景技术

电沉积技术具有操作简单、反应条件温和、时间和空间选择性和可控性等优点，被广泛应用于药物控制释放、传感器以及储能材料等领域。利用电沉积技术可以在电极表面实现刺激响应性天然高分子的可控组装，还可以实现纳米材料(例如碳纳米管、量子点等)和天然高分子的共沉积，从而构建可应用于环境检测分析、生物传感器等不同领域的新型功能材料和生物电子器件[Journal of Materials Chemistry B,2016,4(19):3331-3338]。

量子点又称半导体纳米晶，一般是一种由II-VI族或III-V族原子组成的纳米材料，其尺寸一般在2-10nm。量子点是一种荧光纳米材料，其具有优异的光学性能、稳定性高、寿命长，以及发射光谱可调控，激发光谱宽、斯托克斯位移大、发射光谱窄且对称，这些特性使量子点在应用时可以有效地避免光谱重叠现象。值得注意的是，一些研究者开展了量子点应用于检测领域的研究。例如Noipa等人利用Fe3+修饰了半胱胺封端的硫化镉量子点，制备了一种新型的荧光传感器，该传感器表现出对焦磷酸的高选择性，可用于水介质中的焦磷酸的荧光检测[Spectrochimica Acta Part A:Molecular and BiomolecularSpectroscopy,2014,118:17–23]；Freires等人用氧化还原蛋白细胞色素C修饰了硒化镉/硫化锌核壳量子点，并将修饰后的量子点固定在ITO玻璃电极的表面上用于肾上腺素的电化学检测[Microchemical Journal,2018,139:18–23]。因此，上述工作表明量子点在荧光检测或者电化学检测领域具有良好的应用前景。近年来，相较于目前已经广泛应用的一些含重金属离子的量子点(例如硫化镉量子点、硒化镉量子点)，一些不含重金属离子的量子点特别是硫化锌量子点，由于具有低毒的特点，因此在环境检测分析以及生物传感方面的应用越来越受到关注。

海藻酸钠是一种从海藻中提取的线性多糖，它具有来源广泛、绿色环保、无毒以及优良的生物相容性等优点。值得一提的是，海藻酸钠可以与二价阳离子(例如钙离子)产生配位作用并形成凝胶，使得海藻酸钠溶液向凝胶转变[Progress in Polymer Science,2012,37(1):106-126]。Taira等人利用海藻酸钠的离子响应性，将电极放置在含有海藻酸钠和碳酸钙颗粒的明胶水凝胶之内，在电压作用下由于电极上水电解产生的酸化，钙离子从碳酸钙颗粒中释放出来，在明胶内形成钙-藻酸盐水凝胶，形成的藻酸钙水凝胶被捕获在明胶中，明胶则充当支撑支架，后经处理产生图案化的藻酸钙/明胶水凝胶[Electrochimica Acta 2018,281:429-436]。

综上所述，量子点在检测分析领域具有良好的应用前景，然而上述量子点应用于检测方面的工作只涉及到量子点分别应用于单一的荧光检测或者电化学检测，而并没有涉及到量子点同时进行荧光检测和电化学检测两种方式的协同检测。

发明内容

本发明目的在于提供一种能对金属离子同时进行荧光和电化学检测的含量子点电极制备方法，本发明制备的电极可以对被检测物质达到更好的检测效果，且具有制备方法简便、操作简单、制备过程环保无污染、成本低的特点，所制备的含量子点电极在生物传感领域和检测器领域具有良好的应用前景。

为达到上述目的，采用技术方案如下：