[发明专利]一种基于无机钙钛矿量子点CsPbBr3

说明书

本发明涉及一种基于无机钙钛矿量子点CsPbBr₃检测双酚A的光电化学传感器的制备方法。本发明以无机钙钛矿量子点CsPbBr₃敏化的MgIn₂S₄纳米片作为基底材料来产生基础光电流响应，提高了传感器的稳定性，以分子印迹技术将双酚A模板分子固定在电极上，然后洗脱，之后再在标准双酚A溶液中浸泡，测试此过程中光电流的信号变化值，实现了双酚A的灵敏检测。其检测限为0.18 nmol/L。

技术领域

本发明涉及一种基于无机钙钛矿量子点CsPbBr₃检测双酚A的光电化学传感器的制备方法。具体是采用CsPbBr₃量子点敏化的MgIn₂S₄纳米片作为基础光敏材料，以分子印迹技术首先将目标物双份A模板分子固定在电极上，随后将模板分子洗脱，之后继续将电极浸泡在双酚A标准溶液中，制备了一种检测双酚A的光电化学传感器，属于新型功能材料与生物传感检测技术领域。

背景技术

双酚A，也称BPA，是一种有机化合物。在工业上双酚A被用来合成聚碳酸酯（PC）和环氧树脂等材料。60年代以来就被用于制造塑料（奶）瓶、幼儿用的吸口杯、食品和饮料（奶粉）罐内侧涂层。BPA无处不在，从矿泉水瓶、医疗器械到及食品包装的内里，都有它的身影。每年，全世界生产2700万吨含有BPA的塑料。但BPA也能导致内分泌失调，威胁着胎儿和儿童的健康。癌症和新陈代谢紊乱导致的肥胖也被认为与此有关。欧盟认为含双酚A奶瓶会诱发性早熟，从2011年3月2日起，禁止生产含化学物质双酚A（BPA）的婴儿奶瓶。因此，建立一种快速、准确地检测双酚A的分析方法非常必要。目前已有的双酚A的检测方法有很多，如酶联免疫分析、荧光分析、电化学发光分析等。但酶联免疫分析操作繁琐；荧光分析可控性差、毒性大；电化学发光分析检测时间长。本发明设计了一种新型的分子印迹技术对双酚A进行检测，其分析速度快，操作简单，稳定性好，本发明设计的光电化学传感器对双酚A的检测限达到0.18 nmol/L。

CsPbBr₃，一种典型的无机钙钛矿量子点材料，具有良好的光催化性能，制作成本低，无毒，具有一定的光稳定性和热稳定性，在可见光照射下，会产生光生电荷，进而形成光电流，但由于其带隙结构的缺陷，光生电子空穴易于复合，使得其本身光电转换效率并不高。MgIn₂S₄作为一种优秀的三元硫化物具有良好的纳米片形貌，其与CsPbBr₃相互作用具有协同作用，从而获得更好的光电性能。采用分子印迹技术将双酚A固定在光电极上，采用洗脱剂将模板分子洗脱后，电极上将暴露模板分子的位点，之后将电极浸入双酚A的标准溶液中，双酚A分子将会靶定在电极暴露的位点上，引起测试光电流的变化，使得该传感器的检测灵敏度大大提高。

光电化学传感器是基于物质的光电转换特性来确定待测物浓度的一类检测装置。光电化学检测方法具有设备简单、灵敏度高、易于微型化的特点，已经发展成为一种极具应用潜力的分析方法，在食品、环境、医药等领域具有广阔的应用前景。CsPbBr₃量子点材料在光电化学传感器方面的应用未见报道。本发明基于CsPbBr₃量子点和MgIn₂S₄纳米片成功构建了在可见光下检测双酚A的光电化学传感器。该传感器采用分子印迹技术，将双酚A固定在电极上，之后洗脱，随后在浸泡的方式，实现了对双酚A的灵敏检测。本发明制备的光电化学传感器，具有低成本、高灵敏度、特异性好、快速检测、易于制备等优点，实现了在可见光区域对双酚A的快速、高灵敏检测，有效克服了目前双酚A检测方法的不足。

发明内容

本发明目的之一是利用CsPbBr₃量子点敏化的MgIn₂S₄纳米片作为光敏材料。该光敏材料表现出优异的光电性能，在可见光下具有极大的光电转换效率。

本发明目的之二是采用分子印迹技术将检测目标物双酚A首先固定在电极上。