[发明专利]一种Au NPs@WP5/BiOBr复合材料的制备方法和应用

说明书

本申请公开了一种Au NPs@WP5/BiOBr复合材料及其制备方法和应用，由溴氧化铋纳米花片层内负载Au NPs@WP5制备Au NPs@WP5/BiOBr复合材料，将Au NPs@WP5/BiOBr复合材料修饰在玻碳电极表面，利用金纳米粒子在可见光照下的局域表面等离子效应，水溶性柱芳烃的主客体络合作用以及BiOBr在可见光照下的产生光生电子空穴加速氧化还原反应相协同，检测溶液中的多巴胺。在上述溶液中依次滴加不同浓度的牛血红蛋白，多巴胺产生的电信号会减弱，从而达到对牛血红蛋白的间接性检测，检测范围为10^‑11 ‑10^‑1 mg/mL，检测限为4.2×10^‑12 mg/mL。

技术领域

本发明涉及于光电化学技术领域，尤其涉及一种Au NPs@WP5/BiOBr复合材料的制备方法和应用。

背景技术

血红蛋白(Hb)又称血色素，是人体必需的物质，是红细胞的主要组成部分，能与氧结合，运输氧和二氧化碳。血红蛋白含量能很好地反映贫血程度。人体内血红蛋白的正常范围为：男性 130～175 g/L；女性 115～150 g/L；新生儿 170～200 g/L。血红蛋白减少会引起各种贫血（如再生障碍性贫血、缺铁性贫血、铁粒幼细胞性贫血、巨幼细胞性贫血、溶血性贫血、地中海性贫血等）、大量失血（如外伤大出血、手术大出血、产后大出血、急性消化道出血、溃疡所致的慢性失血等）、白血病、产后、化疗、钩虫病等。因此，有必要找到一种用于临床分析的检测血红蛋白的理想方法。由于牛血红蛋白（BHb）与人血红蛋白的相似度高达90%，而人血红蛋白价格高昂，因此本发明后续实验均用牛血红蛋白代替人血红蛋白进行相关实验。

用于Hb检测的技术很多，包括比重法，比色法，分光光度法，荧光光谱法，Kurt电阻法和电化学法。其中，最有优势的方法是电化学分析，因为它具有高灵敏度，便携性，低成本仪器，快速检测和易于自动化的特点。血红素中心深深地嵌入蛋白质中，导致电极表面与大蛋白质之间电子转移困难，所以血红蛋白难以直接电氧化还原。另外，蛋白质吸附到电极表面上会引发Hb变性和电极钝化。因此本发明利用多巴胺与牛血红蛋白的吸附作用，进而间接检测牛血红蛋白。

BiOBr作为Bi基半导体材料之一，因其独特的层状晶体结构、高效的可见光吸收和电荷转移能力而受到研究人员的关注。这种独特的层状结构为原子和原子轨道的极化提供了充分的可能性，促进了光诱导电子和空穴的分离，从而提高了光电化学性能。然而，BiOBr的带隙约为2.64 ~ 2.91 eV，导致BiOBr在可见光区吸收较弱，限制了BiOBr的潜在应用。为了拓宽BiOBr的应用范围，有必要对其进行改性研究。BiOBr的改性方法包括形貌控制、元素掺杂、金属沉积和形成新的异质结。其中，金属沉积改善了可见光吸收，促进了表面电荷转移，从而提高了光电化学性能。金纳米颗粒的表面等离子体共振能促进BiOBr的光吸附，提高其光电化学性能。金纳米离子因其易于合成、化学稳定性高、易于表面功能化等特点，已成为新型杂化纳米材料的重要组成部分。并且金纳米离子具有良好的生物相容性、优秀的导电性及局域表面等离子共振效应。同时，大环宿主(环糊精、杯芳烃、瓜环等)具有独特的尺寸不可及的腔结构，并表现出特殊的性质。柱[n]芳烃由对苯二酚或其衍生物在其2和5位由亚甲基(- CH2 -)桥连接而成。与冠醚和杯芳烃相比，柱芳烃具有更强的刚性结构;另一方面，与环糊精和葫芦烯相比，柱[n]芳烃更容易改性。作为新兴的大环芳烃宿主家族，柱[n]芳烃以其新颖刚硬的对称柱状结构、疏水性供电子腔、独特而优异的主宾功能和可调功能的边缘等特点受到广泛关注。近年来，贵金属纳米掺杂有机材料的制备因其先进的电子、光学和生物性能而引起了人们的极大兴趣。因此，在BiOBr半导体表面负载AuNPs@WP5不仅提供了一种新型的杂化纳米材料，而且有望带来新的性能、功能和应用。

发明内容

本发明提供一种Au NPs@WP5/BiOBr复合材料的制备方法和应用，解决原有检测技术灵敏度低、检测范围有限、对环境污染严重、仪器昂贵、需要专门操作人员、效率低，速度慢、不易操作等技术问题。