[发明专利]一种丝素蛋白检测用PN型纤维状光电探测器的制备方法

说明书

本发明涉及光电化学传感领域，公开了一种丝素蛋白检测用PN型纤维状光电探测器的制备方法。本发明PN型纤维状光电探测器中：ZnO‑聚乙烯咔唑形成同轴PN结，当P型半导体聚乙烯咔唑与N型半导体氧化锌接触时，它们的能带在界面处将自发地发生弯曲，形成从氧化锌指向聚乙烯咔唑的内建电场，增大光电流信号的响应；将纳米金属与MOFs相结合可克服单一纳米材料自身性质的局限性；CdS量子点作为一种窄禁带半导体，与ZnO‑聚乙烯咔唑构成同轴异质结，通过能带的匹配，来增大光电流信号的响应；将光激发过程与电化学检测相结合可极大减少背景信号的干扰，灵敏度高。

技术领域

本发明涉及光电化学传感领域，尤其涉及一种丝素蛋白检测用PN型纤维状光电探测器的制备方法。

背景技术

中国自古以来就是纺织品大国，生产的纺织品种类丰富，工艺精美，舒适透气。其中最负盛名的纺织品就是中国的丝绸，故中国又被称为“丝绸之国”。丝绸文物不仅具有科技、文化、艺术等多方面的价值，更是社会交替，人文交融的历史见证者。丝绸文物中丝绸的主要成分是桑蚕丝，桑蚕丝主要由丝素蛋白和丝胶两部分组成，丝素蛋白是蚕丝的主要组成部分，约占总重量的70%。但是，丝绸文物中的桑蚕丝作为一种有机高分子材料，由于常年处于地下墓葬环境中易受光、热、酸碱、微生物等的影响发生降解，从而造成结晶度、分子量等结构及性能的变化，另一方面，丝绸文物出土时往往会伴有许多杂质，真正的有效成分极少。而常规的丝素蛋白检测方法灵敏度低，受杂质干扰影响大，不适合对丝绸文物进行检测，因此需要开发一种灵敏度好，特异性强的检测古代丝织品的方法存在着很重要的意义。

国内外报道的纺织品残留物的分析方法主要有化学降解法和生物质谱法等。然而，古代纺织品成分复杂，微小的成分变化就会导致质谱测定的较大误差，而且整个实验过程也必须经过残留物提取、酶切、质谱分析、结果分析等实验步骤，较为繁琐。因此，寻找一种灵敏度极高、特异性极强、快速高效的方法对纺织品残留物进行鉴定显得尤为重要。纳米结构氧化锌有着比表面积大，化学稳定性好，电化学活性高的优点，是很适合传感器应用的高性能材料。当氧化锌纳米线在紫外线光照下时，电子空穴对产生，由于表面的表面陷阱态空穴被诱捕，在合适的电压下，不成对的电子在聚集在阳极，从而提高电导率。因此，以氧化锌纳米结构为基的光探测器性能相较于传统的硅基紫外探测器性能有一定提升，具有广阔的应用前景。将光激发过程与电化学检测相结合使得PEC传感器极大地减少了背景信号的干扰。光探测器作为传感器中的一员，可以用来进行信号的传输，已经在军事探测、生物传感、光通信等领域有着极为广泛的应用。因此，鉴于光电探测器的重要作用以及电子器件向小型化、便携式发展的趋势，实现光电探测器的可穿戴应用，对推动柔性可穿戴电子领域的发展是非常有意义的。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种丝素蛋白检测用PN型纤维状光电探测器的制备方法。本发明首先进行丝素蛋白的提取和ZnO纳米线的合成，并使Au-MOFs上负载Ab₂，然后通过逐层自组装工艺，制备间接型PN型纤维状光电探测器。ZnO-聚乙烯咔唑形成同轴PN结，当P型半导体聚乙烯咔唑与N型半导体氧化锌接触时，它们的能带在界面处将自发地发生弯曲，形成从氧化锌指向聚乙烯咔唑的内建电场，增大光电流信号的响应；将纳米金属与MOFs相结合可克服单一纳米材料自身性质的局限性；CdS量子点作为一种窄禁带半导体，与ZnO-聚乙烯咔唑构成同轴异质结，通过能带的匹配，来增大光电流信号的响应；将光激发过程与电化学检测相结合可极大减少背景信号的干扰，灵敏度高。

本发明的具体技术方案为：一种丝素蛋白检测用PN型纤维状光电探测器的制备方法，包括以下步骤：