[发明专利]基于功能化碳氮聚合物的电化学生物传感器及制备方法和应用

权利要求书

1.基于功能化碳氮聚合物的电化学生物传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)利用热解法制备氨基-碳氮聚合物半导体：

具体包括：

(1.1)将尿素和三聚氰胺按1:1混合，以1～3℃/min的升温速度加热到550～600℃，保持5～7h；

(1.2)将步骤(1.1)得到黄色粉末进行研磨；

(1.3)将步骤(1.2)得到的产物按照4～7℃/min的升温速度加热到500～600℃，并保持1～3h，获得g-C₃N₄；

(1.4)将步骤(1.3)获得的产物与浓盐酸按照质量比10:1，在30℃～50℃下混合4～6h；

(1.5)将步骤(1.4)的混合溶液进行离心清洗，直到上清液达到中性pH值，然后过滤得到沉淀；

(1.6)将步骤(1.5)所得的沉淀溶于超纯水中进行超声，剥离纳米片促进纳米片分层，离心收集剥离纳米片；

(1.7)将步骤(1.6)所得剥离纳米片进行真空干燥，得到粉末，即得氨基-碳氮聚合物半导体，其中真空干燥温度为50℃，时间为24h；

(2)将步骤(1)得到的氨基-碳氮聚合物半导体与巯基化OA适配体进行共价连接，得到巯基化OA适配体功能化的氨基-碳氮聚合物半导体；

具体为：

(2.1)将氨基-碳氮聚合物半导体加入到PBS缓冲液并超声5～10分钟，其中每1000μLPBS缓冲液中加入1～10mg的氨基-碳氮聚合物半导体，得到氨基-碳氮聚合物半导体溶液，且PBS缓冲液的浓度为2mM，pH为7.2；

(2.2)制备氨基-碳氮聚合物半导体-SMCC共聚物溶液，同时配制巯基化OA适配体溶液；

氨基-碳氮聚合物半导体-SMCC共聚物溶液制备具体包括：

(2.2.1)取Sulfo-SMCC用超纯水配制为10～100mg/mL的Sulfo-SMCC溶液；

(2.2.2)将步骤(2.1)得到的氨基-碳氮聚合物半导体溶液与Sulfo-SMCC溶液按照体积比20:1混合，室温下搅拌2h,得到氨基-碳氮聚合物半导体-SMCC共聚物；

(2.2.3)然后通过离心洗涤的方法，去除上清，洗去多余的Sulfo-SMCC分子，并重复3～6次；

(2.2.4)将步骤(2.2.3)得到的沉淀重悬于PBS缓冲液中，得到氨基-碳氮聚合物半导体-SMCC共聚物溶液；

(2.3)将巯基化OA适配体溶液与氨基-碳氮聚合物半导体-SMCC共聚物溶液按照体积比例1:9混合震荡反应，反应4h后结束，通过离心洗涤洗去多余的巯基化OA适配体，得到巯基化OA适配体功能化的氨基-碳氮聚合物半导体，并将巯基化OA适配体功能化氨基-碳氮聚合物半导体溶于PBS缓冲液中；

其中，步骤(2.2.3)中离心洗涤转速为8000转/分钟，时间为5～10分钟，步骤(2.2)中配制巯基化OA 适配体溶液具体为：将10mM TCEP溶液、100μM OA适配体溶液、ddH₂O按照体积比例1：1：8进行混合，活化巯基基团，室温下，该还原反应持续30～60min，得到巯基化OA适配体溶液，步骤(2.3)中离心洗涤转速为6000转/分钟，时间为3～5分钟；

(3)将步骤(2)得到的巯基化OA适配体功能化氨基-碳氮聚合物半导体对玻碳电极进行修饰，得到功能化电极，将功能化电极作为工作电极，铂电极作为对电极，甘汞电极作为参比电极，共同构成三电极系统，即基于功能化碳氮聚合物的电化学生物传感器；

功能化电极的制备具体包括：

(3.1)用粒径1.5～2.0μm范围和粒径0.5μm～1.0μm范围氧化铝粉依次抛光玻碳电极；

(3.2)在5mM～10mM K₄Fe(CN)₆/K₃Fe(CN)₆溶液中，通过循环伏安法对(3.1)得到的抛光电极进行扫描，得到循环伏安图中阴极阳极间的电压差ΔP；

(3.3)直至ΔP小于等于80mV，否则循环步骤(3.1)至(3.2)；

(3.4)将巯基化OA适配体功能化氨基-碳氮聚合物半导体溶液滴加到玻碳电极的表面，在无尘条件下放置12～16h，获得功能化电极。

2.基于功能化碳氮聚合物的电化学生物传感器，采用权利要求1所述的基于功能化碳氮聚合物的电化学生物传感器的制备方法制得。

3.权利要求2所述的基于功能化碳氮聚合物的电化学生物传感器在OA检测上的应用，其特征在于，包括以下步骤：

(4.1)将三电极系统置于5mM～10mM K₄Fe(CN)₆/K₃Fe(CN)₆溶液中，利用电化学工作站进行工作电极表面的阻抗检测，得到对照组阻抗信息；

(4.2)将经过(4.1)测量后的功能化电极浸泡于目标检测物OA溶液中，混合反应1h～2h；

(4.3)将经过(4.2)反应后的功能化电极进行电化学阻抗测试，实现对OA的定量检测。