[发明专利]一种基于三氧化钨复合材料的光电化学黄曲霉毒素B1传感器的制备方法及应用

摘要

本发明涉及一种基于三氧化钨复合材料的光电化学黄曲霉毒素B1传感器的制备方法及应用，属于光电化学传感器领域。利用湿化学法在氟掺杂的氧化锡FTO衬底上合成矩形的WO3纳米片，再通过化学浴沉积法将结构独特的TiO2纳米刺紧密的结合在WO3纳米片上，WO3和TiO2的能带结构和晶格结构间的双重匹配，增强了WO3的光电响应和稳定性。再采用原位生长法结合上p型窄禁带半导体Ag2O纳米颗粒，得到光电活性显著提高的三氧化钨复合材料WO3/TiO2/Ag2O，该材料在谷胱甘肽存在的条件下，显示出优异的可见光活性。通过层层自组装方法，将黄曲霉毒素B1抗体、牛血清白蛋白和黄曲霉毒素B1抗原组装到WO3/TiO2/Ag2O复合材料上，利用WO3/TiO2/Ag2O优异的光电活性以及黄曲霉毒素B1抗原抗体之间的特异性结合，实现对黄曲霉毒素B1的超灵敏检测，这对黄曲霉毒素B1的分析检测具有重要的意义。

主权项

1.一种基于三氧化钨复合材料的光电化学黄曲霉毒素B1传感器的制备方法及应用，所述的三氧化钨复合材料为二氧化钛纳米刺和氧化银共敏化的三氧化钨WO3/TiO2/Ag2O，所述的光电化学黄曲霉毒素B1传感器由FTO工作电极、WO3/TiO2/Ag2O、黄曲霉毒素B1抗体、牛血清白蛋白、黄曲霉毒素B1抗原组成；其特征在于，所述的制备方法包括以下制备步骤：一、WO3/TiO2/Ag2O的制备；二、光电化学黄曲霉毒素B1传感器的制备；其中，步骤一制备WO3/TiO2/Ag2O的具体步骤为：（1）将FTO电极切割至2.5 cm × 0.5 cm大小，依次浸没在50 ℃的丙酮、水、乙醇和去离子水中超声清洗30 min，再在70°C电热鼓风干燥箱中干燥140 ~ 160 min；（2）将0.5 ~ 1.2 g钨酸钠和0.1 ~ 0.4 g草酸铵溶于50 ~ 100 mL去离子水中，在快速搅拌下加入10 ~ 30 mL盐酸，溶液由于钨酸沉淀而形成悬浮液，然后，继续在搅拌下加入10 ~ 30 mL过氧化氢反应10 ~ 15min，悬浮液变为澄清的溶液，再在搅拌下加入40 ~ 90 mL乙醇反应10 ~ 15 min，随后将准备好的FTO玻璃浸入该溶液中并在85℃中水浴加热3 ~ 5 h，得到负载在FTO电极上的WO3纳米片，将WO3纳米片用大量的去离子水冲洗并在50°C烘箱中干燥5 ~ 6 h，在550°C下退火2 ~ 3 h，制得WO3电极；（3）将上述制备的WO3电极置于15 ~ 16 mmol/L六氟钛酸铵和70 ~ 80 mmol/L硼酸的水溶液中并在25℃中水浴反应60 ~ 65 h，用大量去离子水洗涤该电极，并在50℃的烘箱中干燥5 ~ 6 h，再在450℃中煅烧30 ~ 60 min，制得WO3/TiO2电极；（4）将上述制备的WO3/TiO2电极上滴加8 ~ 10 μL、0.005 mol/L的AgNO3溶液，避光反应30 ~ 40 min，用去离子水冲洗以除去未结合的AgNO3，再滴加20 ~ 25 μL、0.01 ~ 0.02 mol/L NaOH溶液，室温下反应30 ~ 40 min使得Ag2O可以充分生长，然后用去离子水洗涤以除去过量的NaOH，制得WO3/TiO2/Ag2O电极；其中，步骤二制备光电化学黄曲霉毒素B1传感器的具体步骤为：（a）在步骤一中得到的WO3/TiO2/Ag2O修饰的ITO工作电极表面修饰8 ~ 10 µL、0.1 mol/L的巯基乙酸，反应20 ~ 40 min后用去离子水冲洗并在室温下晾干，继续滴加8 ~ 10 μL的1‑乙基‑3‑(3‑二甲基氨丙基)‑碳化二亚胺/N‑羟基琥珀酰亚胺，在室温下反应1 ~ 1.5 h来活化巯基乙酸中的羧基，然后用去离子水冲洗，自然晾干；（b）在步骤（a）中得到的电极表面修饰10 ~ 12 µL、8 ~ 10 µg/mL的黄曲霉毒素B1抗体，反应20 ~ 40 min后用去离子水冲洗，自然晾干；（c）在步骤（b）中得到的电极表面修饰10 ~ 12 µL的1 ~ 1.5 %牛血清蛋白溶液，以封闭电极表面上非特异性活性位点，反应20 ~ 40 min后用去离子水冲洗，自然晾干，即制得光电化学黄曲霉毒素B1传感器；所述的1‑乙基‑3‑(3‑二甲基氨丙基)‑碳化二亚胺/N‑羟基琥珀酰亚胺含1×10‑2 mol/L的1‑乙基‑3‑(3‑二甲基氨丙基)‑碳化二亚胺和2×10‑3 mol/L的N‑羟基琥珀酰亚胺。