[发明专利]光电阴极间接竞争传感器的构建方法及评估方法

说明书

本发明属于生物传感器技术领域，具体提供了一种光电阴极间接竞争传感器的构建方法及评估方法，其中构建方法包括：利用Z型Bisubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;/CuBisubgt;2/subgt;Osubgt;4/subgt;作为传感平台；利用密度泛函理论(DFT)计算Bisubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;和CuBisubgt;2/subgt;Osubgt;4/subgt;的光致电子Z型转移路径和能带结构；构建基于Bisubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;/CuBisubgt;2/subgt;Osubgt;4/subgt;的生物传感器。通过该方案制备的基于Bisubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;/CuBisubgt;2/subgt;Osubgt;4/subgt;异质结的PEC光电阴极生物传感器检测靶标物,具有优良的重复性、重现性、稳定性和特异性。本申请方案所构建的PEC生物传感器在医疗保健、环境和食品领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及生物传感器技术领域，更具体地，涉及光电阴极间接竞争传感器的构建方法及评估方法。

背景技术

光电化学(PEC)生物传感器具有灵敏度高、操作简单、小型化、成本低等优点，已广泛应用于医疗保健、环境监测、食品安全等领域。目前剩下两个需要克服的问题是抗干扰和灵敏度。为了提高光电阴极的抗干扰能力，基于p型半导体的光电阴极传感器受到了越来越多的关注。光阴极传感器可以有效的避免光电极表面由空穴造成的光腐蚀，抵抗还原性物质的干扰。就PEC传感器灵敏度而言，高光电活性的纳米材料可以提高光生载流子的分离效率和光转化效率。与宽带隙半导体(TiO₂,3.2eV；WO₃2.7eV)或有毒重金属(CdS,CsPbBr₃)相比，CuBi₂O₄作为一个有前途的p型光电阴极材料，其优势在于具有适当的光学带隙(1.5-1.8eV)，优秀的耐光性和催化活性,强烈的可见光响应,环境友好。因此，CuBi₂O₄在可见光光催化研究中越来越受到关注。但是，由于电子-空穴对(e^-/h⁺)的快速复合，纯CuBi₂O₄光催化效率较低。

为了改善CuBi₂O₄的光催化性能，人们探索了各种策略，包括调节不同的形态、掺杂金属元素、与碳材料偶联或构建异质结构。利用TiO₂/CuBi₂O₄、CuO/CuBi₂O₄、WO₃/CuBi₂O₄和BiOCl/CuBi₂O₄等半导体开发异质结可以提高原始CuBi₂O₄的光电活性。异质结有助于PEC生物传感器的高性能，原因如下：

首先，合适的异质结结构具有很强的可见光吸收能力，从而实现高效的光收集。其次，VB和CB可以与能带位置适当对齐，加速e^-/h⁺迁移，减少电荷重组。以Agl/Ag/BiOl、In₂O₃/Bi₄O₇和CdSe-Ag-WO₃-Ag为代表的Z型异质结具有捕光能力强、氧化还原能力强等优点，已被广泛应用于氯霉素的检测、抗生素的降解和析氢反应。但仍存在干扰能力低、通用性强、灵敏度不够的问题。且很少有论文使用PEC生物传感器进行间接竞争免疫测定。

因此，构建具有良好抗干扰能力和高灵敏度的PEC生物传感器是实际样品检测的一大挑战。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的在实际样品检测时，现有的PEC生物传感器抗干扰能力低且灵敏度低的技术问题。