本發(fā)明屬于電化學(xué)檢測領(lǐng)域，指一種用于人體中多巴胺無酶化檢測的光電化學(xué)傳感器的構(gòu)建方法及用途。

背景技術(shù)：

多巴胺(dopamine，da)是人體的中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的一種重要的神經(jīng)遞質(zhì)，并且在腎臟和心血管中也扮演了重要的角色。研究者們都致力于發(fā)展簡單、快速、靈敏的方法用于多巴胺的檢測?，F(xiàn)已有的檢測多巴胺的方法包括電泳法、液相色譜法以及熒光光譜測定法等研究方法，雖然這些方法能夠滿足靈敏度與特異性檢測的要求，但是在實際應(yīng)用方面存在一定的局限性。例如，色譜法能夠用于定性、定量檢測，且檢測結(jié)果相對準(zhǔn)確、可靠，靈敏度高，重現(xiàn)性好，但是所用儀器設(shè)備昂貴，操作復(fù)雜，需要專業(yè)的技術(shù)人員，因而不適合大批量樣品的處理和分析以及現(xiàn)場的快速檢測。光電化學(xué)(pec)技術(shù)，作為一種新興的電分析技術(shù)，已經(jīng)在眾多領(lǐng)域受到了廣泛的關(guān)注，例如生物領(lǐng)域、醫(yī)藥領(lǐng)域以及環(huán)境科學(xué)等。pec傳感技術(shù)作為一種新型的分析技術(shù)，具有很多在傳統(tǒng)電化學(xué)平臺上不能或者難以實現(xiàn)的優(yōu)點。由于pec是采用了兩種不同形式的激發(fā)和檢測信號，而且該技術(shù)背景信號低，因此具有更高的靈敏度。

本發(fā)明制備biocl/bivo4/n-gqds納米復(fù)合物作為光電活性材料，成功建立光電化學(xué)傳感平臺，用于人體血清中多巴胺的無酶的光電化學(xué)檢測，構(gòu)建了一種快速、靈敏檢測多巴胺的光電化學(xué)傳感器，建立了da濃度與光電流響應(yīng)值之間的對應(yīng)關(guān)系，實現(xiàn)了簡單、靈敏、快速檢測da的目的。因此，所制備的傳感器可被用于檢測人體血清中的da含量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種高靈敏度、高選擇性、寬測量范圍等優(yōu)點為一體的光電化學(xué)傳感器。該傳感器制備工藝簡單，成本低，實現(xiàn)了快速定量檢測da的目的。

所采用的方案概括為：

以制備的biocl/bivo4/n-gqds納米復(fù)合物作為光電活性材料，創(chuàng)建超靈敏的光電化學(xué)傳感平臺。利用biocl/bivo4/n-gqds納米復(fù)合物對可見光的較大吸收和快速響應(yīng)等性質(zhì)，對檢測系統(tǒng)起到一個信號放大的作用。當(dāng)溶液中加入目標(biāo)物da，biocl/bivo4/n-gqds納米復(fù)合物受到可見光的激發(fā)，產(chǎn)生的空穴對將da氧化，da的氧化產(chǎn)物能有效的阻止所產(chǎn)生的電子-空穴對再復(fù)合，從而使得其光電流響應(yīng)強度增強，建立光電流響應(yīng)值與da濃度之間的關(guān)系，以達到對人體血清中da含量快速、靈敏、有選擇性的檢測的目的。

本發(fā)明是通過如下具體技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種用于無酶檢測多巴胺的光電化學(xué)傳感器的構(gòu)建方法，步驟如下：

步驟1、制備氮雜石墨烯量子點(n-gqds)溶液：

將檸檬酸銨溶于水后，轉(zhuǎn)移至油浴中，在恒壓密閉的條件下進行加熱反應(yīng)，反應(yīng)完畢后得到氮雜石墨烯量子點溶液；

步驟2、制備前驅(qū)體釩酸鉍(bivo4)：

將五水合硝酸鉍溶于濃硝酸中，得到溶液a；將偏釩酸銨溶于氫氧化鈉溶液中，得到溶液b；將溶液a逐滴滴加到溶液b中，攪拌均勻，得到混合液c，再向混合液c中滴加氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)ph至11～12，得到混合液d，將混合液d轉(zhuǎn)移至不銹鋼高壓釜中進行溶劑熱反應(yīng)，反應(yīng)完畢后，得到的固體產(chǎn)物即為釩酸鉍；

步驟3、制備三元復(fù)合物biocl/bivo4/n-gqds：

將步驟2得到的釩酸鉍分散于鹽酸中，攪拌均勻，再加入步驟1中的氮雜石墨烯量子點溶液，攪拌均勻，得到混合液e，將混合液e轉(zhuǎn)移至不銹鋼高壓釜中進行溶劑熱反應(yīng)，反應(yīng)完畢后，得到的固體產(chǎn)物即為三元復(fù)合物biocl/bivo4/n-gqds；

步驟4、構(gòu)建無酶檢測多巴胺的光電化學(xué)傳感器：

將三元復(fù)合物biocl/bivo4/n-gqds分散于超純水中，得到biocl/bivo4/n-gqds分散液，將biocl/bivo4/n-gqds分散液滴涂于ito電極上，以ito電極作為工作電極，飽和甘汞電極作為參比電極，鉑絲作為對電極，構(gòu)成無酶檢測多巴胺的光電化學(xué)傳感器，經(jīng)過電化學(xué)工作站三電極系統(tǒng)，在氙燈光源的照射下和氮氣氛圍中進行光電化學(xué)分析。

步驟1中，所述檸檬酸銨和水的用量比為1～2g：30～60ml；所述油浴中的溫度為140～200℃。

步驟2中，所述溶液a中，五水合硝酸鉍與濃硝酸的用量比為4～5g：10ml；溶液b中，偏釩酸銨與氫氧化鈉溶液的用量比為1～2g：10ml；所述混合液c中，溶液a與溶液b的體積比為1：1；所述氫氧化鈉溶液均為6mol/l；所述溶劑熱反應(yīng)的溫度為140～200℃，反應(yīng)時間為8～12h。

步驟3中，所述混合液e中，釩酸鉍、鹽酸、氮雜石墨烯量子點溶液的用量比為0.05～0.1g：20ml：1～5ml，鹽酸的濃度為8mmol/l；所述溶劑熱反應(yīng)的溫度為140～200℃，反應(yīng)時間為8～12h。

步驟4中，所述氙燈光源的強度為25％～100％。

有益效果：本發(fā)明制備biocl/bivo4/n-gqds納米復(fù)合物作為光電活性材料，成功建立光電化學(xué)傳感平臺，建立了一種人體血清中多巴胺的的無酶的光電化學(xué)檢測方法，其特色和優(yōu)點表述如下：

(1)本發(fā)明制備biocl/bivo4/n-gqds納米復(fù)合物作為光電活性材料來構(gòu)建光電化學(xué)傳感器，雙重放大了光電流響應(yīng)信號。

(2)本發(fā)明采用n-gqds對biocl/bivo4異質(zhì)結(jié)進行進一步的摻雜，一方面，n-gqds具有優(yōu)異的導(dǎo)電性可以起到信號放大的作用；另一方面，利用n-gqds與da分子間的π-π共軛作用，進一步提高穩(wěn)定性且更有利于電子的轉(zhuǎn)移。

(3)本發(fā)明所提出的信號放大方法和檢測模式實現(xiàn)了對da的超靈敏檢測，在1pm～10μm的濃度區(qū)間內(nèi)，da濃度的對數(shù)值(lgcda)與光電流響應(yīng)值呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，檢出限可達0.3pm。

(4)與傳統(tǒng)檢測方法相比，本發(fā)明中所提出的da的光電化學(xué)檢測方法具有操作更簡便靈活，儀器設(shè)備更簡單，試劑用量少，檢測成本低廉等特點。

附圖說明

圖1(a)為制備的biocl/bivo4/n-gqds納米復(fù)合物的透射電鏡圖；(b)為da濃度與光電流響應(yīng)值的對應(yīng)關(guān)系圖(內(nèi)嵌圖為其線性關(guān)系圖)。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步描述：

制備步驟如下：

步驟1、制備biocl/bivo4/n-gqds納米復(fù)合物；

步驟2、構(gòu)建多巴胺(da)靈敏的無酶檢測的光電化學(xué)傳感器；

步驟1中，制備氮雜石墨烯量子點(n-gqds)的步驟：首先稱取1～2g檸檬酸銨和30～60ml水混合后，轉(zhuǎn)入三頸燒瓶中，將三頸燒瓶置于140～200℃油浴鍋中加熱，三頸燒瓶上接有球形冷凝管，冷凝管出氣口綁有氣球，以確保整個過程在相對密閉、恒壓的環(huán)境中進行。隨著加熱反應(yīng)的進行，氣球開始微微膨脹，溶液顏色也由無色變成淡黃色再不斷加深至黃色，說明n-gqds成功合成。

步驟1中，制備前驅(qū)體釩酸鉍(bivo4)的步驟：首先稱取4～5g五水合硝酸鉍溶解于10ml濃硝酸中，得到溶液a，再稱取1～2g偏釩酸銨溶解于10ml氫氧化鈉溶液(6mol/l)中，得到溶液b。然后把溶液a逐滴滴加到溶液b中，得到橙黃色的懸浮液，并持續(xù)攪拌1h。接著往懸浮液中逐滴滴加氫氧化鈉溶液(6mol/l)并調(diào)節(jié)ph至11～12。最后將混合溶液加入到密封的不銹鋼高壓釜中，灼燒的溫度為140～200℃，反應(yīng)時間為8～12h，得到前驅(qū)體釩酸鉍。

步驟1中，制備三元復(fù)合物biocl/bivo4/n-gqds的步驟：稱取0.05～0.1g釩酸鉍溶解于20ml鹽酸(8mmol/l)中，攪拌0.5h，再加入1～5mln-gqds溶液，再次攪拌0.5h。把所得的混合溶液加入到密封的不銹鋼高壓釜中，灼燒的溫度為140～200℃，反應(yīng)時間為8～12h，得到biocl/bivo4/n-gqds納米復(fù)合物。

步驟2中，用超純水制備biocl/bivo4/n-gqds分散液，取定量的biocl/bivo4/n-gqds分散液修飾在ito電極上，以ito電極作為工作電極，飽和甘汞電極作為參比電極，鉑絲作為對電極，經(jīng)過電化學(xué)工作站三電極系統(tǒng)，在氙燈光源的照射下和氮氣氛圍中進行光電化學(xué)分析。當(dāng)材料的光電流響應(yīng)趨于穩(wěn)定之后，往含有磷酸緩沖溶液的石英光電池中滴加配置好的多巴胺溶液，按濃度依次進行光電分析。另外，步驟2中，所述氙燈光源的強度為25％～100％，所述磷酸緩沖溶液的離子強度為0.02m～0.2m。當(dāng)材料的光電流響應(yīng)趨于穩(wěn)定之后，往含有磷酸緩沖溶液的石英光電池中滴加配置好的多巴胺溶液，按濃度依次進行光電分析。另外，步驟2中，所述氙燈光源的強度為25％～100％，所述磷酸緩沖溶液的離子強度為0.02m～0.2m。

實施例1：

biocl/bivo4/n-gqds納米復(fù)合物的制備

稱取一定量的bivo4溶解于20ml鹽酸中，攪拌0.5h，再加入1～5mln-gqds溶液，再次攪拌0.5h。把所得的混合溶液加入到密封的不銹鋼高壓釜中，灼燒的溫度為140～200℃，反應(yīng)時間為8～12h，得到biocl/bivo4/n-gqds納米復(fù)合物。

實施例2：

光電化學(xué)傳感器的構(gòu)建

制備biocl/bivo4/n-gqds(2mg/ml)分散液，取定量的分散液修飾在已處理好的ito電極上，以ito電極作為工作電極，飽和甘汞電極作為參比電極，鉑絲作為對電極，經(jīng)過電化學(xué)工作站三電極系統(tǒng)，在氙燈光源的照射下和氮氣氛圍中進行光電化學(xué)分析。當(dāng)材料的光電流響應(yīng)趨于穩(wěn)定之后，往含有磷酸緩沖溶液(ph＝7.4)的石英光電池中滴加配置好的多巴胺溶液，按濃度依次進行光電分析。

圖1(a)是本實施例獲得的biocl/bivo4/n-gqds納米復(fù)合物的透射電鏡圖，由圖可知，明顯存在三種不同的晶格，表明已成功制備biocl/bivo4/n-gqds納米復(fù)合物；圖1(b)是本實施例獲得的da濃度與光電流響應(yīng)值的對應(yīng)關(guān)系圖(內(nèi)嵌圖為其線性關(guān)系圖)，從圖中可以看出，隨著da濃度的增加，biocl/bivo4/n-gqds/ito的光電流逐漸增大，并且光電流大小與da濃度之間呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系。如圖1(b)內(nèi)嵌圖中，在1pm～10μm的濃度區(qū)間內(nèi)，da濃度的對數(shù)值(lgcda)與光電流響應(yīng)值呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，檢出限可達0.3pm。