[发明专利]基于双Z型异质结构建的黄曲霉毒素B1光电化学传感器的制备方法

说明书

本发明涉及基于双Z型异质结构建的黄曲霉毒素B1光电化学传感器的制备方法。本发明以CoTiO₃/g‑C₃N₄/Bi₂O₃作为基底材料来获取光电流，g‑C₃N₄与CoTiO₃和Bi₂O₃分别可以形成Z型异质结构，这种异质结构的形成，能够有效提高光生电子的传递速度，减少电子和空穴的复合效率，极大的提高了可见光利用率。以MnO₂作为标记物标记黄曲霉毒素B1第二抗体，MnO₂可以催化测试底液中的抗坏血酸，实现光电流信号的有效猝灭，提高检测灵敏度，实现了对黄曲霉毒素B1的灵敏检测。其检测限为0.025 pg/mL。

技术领域

本发明涉及基于双Z型异质结构建的黄曲霉毒素B1光电化学传感器的制备方法。具体是采用作为CoTiO₃/g-C₃N₄/Bi₂O₃基底光敏材料，用MnO₂作为标记物标记第二抗体，制备了一种检测黄曲霉毒素B1的猝灭型光电化学传感器，属于新型功能材料与生物传感检测技术领域。

背景技术

黄曲霉毒素（AFT）是黄曲霉和寄生曲霉等某些菌株产生的双呋喃环类毒素。其衍生物有约20种，分别命名为B1、B2、G1、G2、M1、M2、GM、P1、Q1、毒醇等。其中以B1的毒性最大，致癌性最强。动物食用黄曲霉毒素污染的饲料后，在肝、肾、肌肉、血、奶及蛋中可测出极微量的毒素。黄曲霉毒素及其产生菌在自然界中分布广泛，有些菌株产生不止一种类型的黄曲霉毒素，在黄曲霉中也有不产生任何类型黄曲霉毒素的菌株。黄曲霉毒素主要污染粮油及其制品，各种植物性与动物性食品也能被污染。产毒素的黄曲霉菌很容易在水分含量较高（水分含量低于12%则不能繁殖）的禾谷类作物、油料作物籽实及其加工副产品中寄生繁殖和产生毒素，使其发霉变质，人们通过误食这些食品或其加工副产品，又经消化道吸收毒素进去人体而中毒。1993年，黄曲霉毒素被世界卫生组织（WHO）癌症研究机构划定为一类天然存在的致癌物，是毒性极强的剧毒物质。因此，建立一种快速、准确地检测黄曲霉毒素B1的分析方法非常必要。目前已有的黄曲霉毒素的检测方法有很多，如吸附、荧光分析、电化学分析等。但吸附分析法检测效率低；荧光分析可控性差、毒性大；电化学检测时间长。本发明设计了一种新型的猝灭型光电化学传感器，信号猝灭型分析方法，其分析速度快，检测灵敏度高，本发明设计的猝灭型光电化学传感器对黄曲霉毒素B1的检测限达到0.025 pg/mL。

CoTiO₃，一种典型的钙钛矿型半导体材料，具有良好的光催化性能，制作方法简单，产量大，具有良好的稳定性，在可见光照射下，会产生光生电荷，进而形成光电流，但由于带隙的缺陷，光生电子空穴易于复合，使得其本身光电转换效率并不高。g-C₃N₄纳米片拥有良好的形貌结构，且具有优势带隙结构，其与CoTiO₃具有匹配的带隙结构，能够有效形成Z型异质结构，该异质结构的形成能够提高电子的传递速率，减少电子和空穴的复合，从而提高光电流信号。与此同时，

Bi₂O₃作为一种优秀的半导体纳米材料，具有优良的光敏特性，其带隙结构与g-C₃N₄的带隙结构也能良好匹配形成另一种Z型异质结构，CoTiO₃/g-C₃N₄/Bi₂O₃形成双Z型异质结构，大大提高了对可见光的利用效率，提高了光电流及传感器的稳定性。MnO₂可以催化测试底液中的抗坏血酸，可以消耗电子供体，在黄曲霉毒素B1测试的过程中，提高信号的变化值，使得该传感器的检测灵敏度大大提高。