[发明专利]一种电子供受体型有机半导体-金肖特基异质结材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种电子供受体型有机半导体‑金肖特基异质结材料及其制备方法和应用，属于光电传感材料技术领域。该材料中以苝四甲酸为电子受体，以多巴胺为电子供体，且具有肖特基异质结构，该材料能够实现光电子与空穴的有效分离，因而具有电子‑空穴对高效分离和稳定光电子传输能力。借助夹心免疫反应，将其用于构建光致电化学生物传感器，具有较高的光电转化效率，能够提供稳定和灵敏PEC信号，且由于其中同时存在电子供‑受基团，故在PEC测试过程中，无需外加一定浓度的电子供体，可实现低背景高灵敏目标检测。该材料制备方法简单易操作，适合扩大化生产。

技术领域

本发明属于光电传感材料技术领域，具体涉及一种电子供受体型有机半导体-金肖特基异质结材料及其制备方法和应用。

背景技术

光致电化学(Photoelectrochemical，PEC)分析是基于电化学技术，具有光电活性的物质在外界光源激发下产生光生电子与空穴分离及转移而引起光电流或光电压变化的新型光电化学分析方法，其核心为光电转换。构建绿色经济、灵敏度高和稳定性好的光致电化学生物传感器已成为光电领域的研究热点。

有机半导体因空穴-光电子的分离效率低和导电性欠佳而在实际应用中受到限制，单一的无机半导体导电性也较差，电子和空穴在异质结处发生分离而难以快速传输，易发生光电子-空穴复合，限制了光电高效分离，且一般成本较高、对环境有污染，设计合成有机无机半导体的异质结材料，凭借内建电场可提高材料的光电转换效率。因此，设计结构稳定、光电转化效率高、环境友好的光电活性材料可促进高灵敏、高稳定、绿色经济的传感器发展。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种电子供受体型有机半导体-金肖特基异质结材料的制备方法；目的之二在于提供一种电子供受体型有机半导体-金肖特基异质结材料；目的之三在于提供该电子供受体型有机半导体-金肖特基异质结材料在光致电化学生物传感器中的应用；目的之四在于提供基于电子供受体型有机半导体-金肖特基异质结材料的癌胚抗原光致电化学检测试剂盒的制备方法；目的之五在于提供癌胚抗原光致电化学检测试剂盒。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1、一种电子供受体型有机半导体-金肖特基异质结材料的制备方法，所述方法如下：

避光条件下，首先将苝四甲酸二酐分散在pH为9-12.5的碱性溶液中至所述苝四甲酸二酐完全水解，调pH至5-6后以EDC和NHS活化，然后加入多巴胺盐酸盐溶液，混匀后反应至获得电子供受体型有机半导体，搅拌下加入氯金酸溶液，混匀后继续反应，待所述反应结束后离心洗涤收集沉淀，得到电子供受体型有机半导体-金肖特基异质结材料。

优选的，所述苝四甲酸二酐、EDC、NHS、多巴胺盐酸盐和氯金酸的质量比为5:4:2:10:0.0002。

优选的，混匀后以30-40r/min的转速振荡反应2天获得电子供受体型有机半导体。

优选的，搅拌下加入氯金酸溶液，混匀后继续以30-40r/min的转速振荡反应2-3天。

优选的，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中的一种。

优选的，所述以浓度为0.1mol/L的稀盐酸调pH至5-6。

优选的，所述以EDC和NHS活化的具体方法如下：在150-200r/min的转速搅拌下加入EDC，搅拌10-20min后加入NHS，继续搅拌1.5-2h。

优选的，以0.25-0.5mL/min的速度加入多巴胺盐酸盐溶液；在150-200r/min的转速搅拌下以8-10μL/min的速度加入氯金酸溶液。

优选的，所述离心洗涤的次数为2-3次，每次以9000-12000r/min的转速离心洗涤10-15min。

2、由所述的方法制备的电子供受体型有机半导体-金肖特基异质结材料。