[发明专利]负载Cu2

说明书

本发明属于纳米新材料领域，具体涉及一种负载有Cu₂O‑CuO纳米线阵列的复合材料及其制备方法和生物传感器及其应用，本发明以泡沫铜为基底，通过室温溶剂热法制得Cu(OH)₂纳米线阵列，然后通过精确控制时间和温度在空气中退火，进而制得三维的负载有Cu₂O‑CuO纳米线阵列的复合材料，制备方法简单易操作，复合材料在光照下，CuO会消耗Cu₂O导带上的电子，降低了光生电子‑空穴复合率，Cu₂O‑CuO纳米线阵列作为一种三维电极，其具有较大的表面积，高活性位点密度，低串联电阻，有利于产生光电信号，所制得复合材料的生物传感器，用于对酪氨酸酶的检测。

技术领域

本发明属于纳米新材料领域，具体涉及一种负载有Cu₂O-CuO纳米线阵列的复合材料及其制备方法和生物传感器及其应用。

背景技术

Cu₂O是一种p型半导体，具有2.0-2.2eV的窄带隙，并且形态可控。由于其在价格合理，环境友好，储量充足和独特的光学和电学性质等方面的优势，被应用于许多领域，包括锂离子电池，超级电容器，CO₂光催化还原，光催化降解和光电化学传感器等方面。但是，Cu₂O具有光生电子-空穴对高复合率的缺点。

酪氨酸酶是一种含铜酶，来源于胚胎神经峭细胞，是黑色素代谢和儿茶酚胺的关键酶。检测Tyr的方法有很多，如免疫印迹法检测Tyr抗体。但是这种方法相对不敏感且不能定量检测。ELISAF法检测Tyr抗体，此法敏感，但所用蘑菇的Tyr与人的Tyr同源性低。

发明内容

针对以上技术问题，本发明目的在于提供一种负载有Cu₂O-CuO纳米线阵列的复合材料及其制备方法，本发明同时提供一种生物传感器及其应用。

本发明所述的负载有Cu₂O-CuO纳米线阵列的复合材料，在泡沫铜上负载有Cu₂O-CuO 纳米线阵列。

本发明所述的负载有Cu₂O-CuO纳米线阵列的复合材料的制备方法，将预处理后的泡沫铜投入氢氧化钠溶液与过硫酸铵溶液的混合液内，静置反应，反应后将泡沫铜取出，冲洗、烘干后得负载有Cu(OH)₂纳米线阵列的泡沫铜，将负载有Cu(OH)₂纳米线阵列的泡沫铜置于管式炉内退火，得负载有Cu₂O-CuO纳米线阵列的复合材料。

泡沫铜的预处理工艺为采用稀盐酸超声处理1-2min，稀盐酸的浓度为1mol/mL。

氢氧化钠溶液的浓度均为4-6mol/mL。

过硫酸铵溶液的浓度为0.2-0.3mol/mL。

退火工艺为：以2-5℃min^-1升温速率升温至300-450℃，保温10-20min。

将壳聚糖溶液滴加至复合材料的表面，室温下干燥所得，壳聚糖溶液的浓度为0.2-0.5 wt％。

本发明所述的生物传感器的应用，应用于酪氨酸酶的光电化学检测，将生物传感器置于孵育液中孵育0.5-2.5h，孵育液为酪氨酸酶、酪氨酸、去离子水的混合液，孵育液可使生物传感器光电流信号增强，检测时酪氨酸酶在孵育液中的浓度与生物传感器产生的光电流强度具有线性关系。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果。

(1)本发明以泡沫铜为基底，通过室温溶剂热法制得Cu(OH)₂纳米线阵列，然后通过精确控制时间和温度在空气中退火，进而制得三维的负载有Cu₂O-CuO纳米线阵列的复合材料，制备方法简单易操作；