[发明专利]一种以花状三氧化钨复合材料为基础的光电化学降钙素原生物传感器的制备方法

摘要

本发明涉及一种以花状三氧化钨复合材料为基础的光电化学降钙素原生物传感器的制备方法，属于光电化学传感器领域。利用水热合成的方法，合成了独特的花状三氧化钨WO₃，多孔结构赋予其较大比表面积，用氮掺杂碳量子点NCQDs敏化，增强了WO₃的光电化学活性，随后，利用Sb³⁺和S^2‑的反应原位生长硫化锑Sb₂S₃作为信号放大材料，制备出光电信号显著增强且稳定的花状三氧化钨复合材料WO₃/NCQDs/Sb₂S₃，通过层层自组装方法和抗原抗体之间的特异性结合来构建操作简单的光电化学降钙素原生物传感器，实现对降钙素原的超灵敏检测，这对降钙素原的分析检测具有重要的意义。

主权项

1.一种以花状三氧化钨复合材料为基础的光电化学降钙素原生物传感器的制备方法，所述的花状三氧化钨复合材料为氮掺杂碳量子点NCQDs和硫化锑Sb₂S₃共敏化的花状三氧化钨WO₃/NCQDs/Sb₂S₃，所述的光电化学降钙素原传感器由ITO工作电极、WO₃/NCQDs/Sb₂S₃、降钙素原抗体、牛血清白蛋白、降钙素原抗原组成；其特征在于，所述的制备方法包括以下制备步骤：WO₃/NCQDs/Sb₂S₃的制备；光电化学降钙素原生物传感器的制备；其中，步骤一制备WO₃/NCQDs/Sb₂S₃的具体步骤为：（1）将9 ~ 11 mmol的Na₂WO₄∙2H₂O在连续搅拌的条件下溶于16 ~ 20 mL超纯水中，然后将4 ~ 6 mol/L的HCl溶液逐滴加入到上述溶液中调节其pH值为1.5左右，然后将18 ~ 22 mmol的NaCl和0.8 ~ 1 mmol的H₂C₂O₄加入到上述混合液，连续搅拌20 ~ 30 min后，再加入40 ~ 50 mL超纯水，最后，将所得溶液转移到100 mL聚四氟乙烯内衬高压反应釜中，在150℃下加热1 h，冷却至室温，将所得混合物分别用超纯水和乙醇离心洗涤3次，在真空中干燥，最后得到WO₃黄色粉末，将其溶于超纯水中，得到WO₃悬浮液；（2）将ITO电极切割至2.5 cm × 0.8 cm大小，依次用丙酮、乙醇和超纯水超声清洗30 min，在烘箱中140℃干燥2 h，将8 ~ 10 µL的WO₃悬浮液修饰到ITO电极上，室温下晾干，得到ITO/WO₃电极；（3）在步骤（2）中得到的电极表面修饰3 ~ 6 µL、浓度为1 ~ 6 mg/mL的NCQDs溶液，室温下晾干，在电极表面进一步修饰3 ~ 6 µL、0.06 mol/L的SbCl₃乙醇溶液，室温下反应20 ~ 40 min，超纯水冲洗，继而修饰3 ~ 6 µL、0.1 mol/L的Na₂S，室温下反应20 ~ 40 min，超纯水冲洗，制得WO₃/NCQDs/Sb₂S₃；其中，步骤二制备光电化学降钙素原生物传感器的具体步骤为：（a）在步骤一中得到的WO₃/NCQDs/Sb₂S₃修饰的ITO工作电极表面修饰3 ~ 6 µL、0.1 mol/L的聚多巴胺，室温下晾干，反应20 ~ 40 min后用超纯水冲洗，自然晾干；（b）在步骤（a）中得到的电极表面修饰4 ~ 5 µL、0.8 ~ 1 µg/mL的降钙素原抗体，反应20 ~ 40 min后用超纯水冲洗，自然晾干；（c）在步骤（b）中得到的电极表面修饰4 ~ 5 µL的1%牛血清白蛋白溶液，以封闭电极表面上非特异性活性位点，反应20 ~ 40 min后用超纯水冲洗，自然晾干，即制得光电化学降钙素原生物传感器。