[发明专利]一种基于锐钛矿型TiO2纳米粒子的pH传感器及pH值检测方法

权利要求书

1.一种基于锐钛矿型TiO₂纳米粒子的pH传感器，为三电极结构，Ag/AgCl作为参比电极，Pt电极作为辅助电极，其特征在于，以ITO导电玻璃为基底层，涂覆锐钛矿TiO₂纳米粒子层作为pH传感器的工作电极。

2.根据权利要求1所述的基于锐钛矿型TiO₂纳米粒子的pH传感器，其特征在于，以ITO导电玻璃为基底层，涂覆锐钛矿TiO₂纳米粒子层，再通过氨基-氨基或氨基-羧基交联反应将选定的酶-底物催化反应体系中的酶修饰到TiO₂纳米粒子修饰区域上作为pH传感器中的工作电极。

3.应用权利要求1所述的基于锐钛矿型TiO₂纳米粒子的pH传感器的pH值检测方法，其特征在于，步骤为：

第一步：锐钛矿TiO₂纳米粒子采用超声均匀分散于水相中；

第二步：将经超声分散的锐钛矿TiO₂纳米粒子滴涂在洁净的ITO导电玻璃底端，室温下晾干，形成平铺均匀薄膜，构建成pH传感器的敏感元件，室温避光保存待用；

第三步：将所构建的经TiO₂纳米粒子修饰的ITO导电玻璃作为工作电极，Ag/AgCl作为参比电极，Pt电极作为辅助电极，连接形成三电极系统，获得完整的pH传感器，调整缓冲溶液的pH值，检测不同pH值情况下pH传感器上所修饰的TiO₂纳米粒子的电致化学发光信号，记录不同pH值下的电致化学发光峰电位，应用origin6.1软件拟合峰电位-pH值工作曲线及pH值计算公式。

4.应用权利要求1所述的基于锐钛矿型TiO₂纳米粒子的pH传感器的pH值检测方法，其特征在于，步骤为：

第一步：锐钛矿TiO₂纳米粒子采用超声均匀分散于水相中；

第二步：将经超声分散的锐钛矿TiO₂纳米粒子滴涂在洁净的ITO导电玻璃底端，室温下晾干，形成平铺均匀薄膜，构建成pH传感器的敏感元件，室温避光保存待用；

第三步：将所构建的经TiO₂纳米粒子修饰的ITO导电玻璃作为工作电极，Ag/AgCl作为参比电极，Pt电极作为辅助电极，连接形成三电极系统，获得完整的pH传感器，调整缓冲溶液的pH值，检测不同pH值情况下pH传感器上所修饰的TiO₂纳米粒子的电致化学发光信号，记录不同pH值下的电致化学发光峰电位，应用origin6.1软件拟合峰电位-pH值工作曲线及pH值计算公式；

第四步：选择可产生致检测液pH值改变的酶-底物催化反应体系，通过氨基-氨基或氨基-羧基交联反应，将酶进一步修饰在ITO导电玻璃上TiO₂纳米粒子修饰区域上方，4℃冰箱内晾干，形成平铺均匀薄膜，应用第三步中所提及三电极系统，获得pH生物传感器应用模型；

第五步：选择适用支持电解质，当溶液中加入不同浓度的底物时，检测pH生物传感器的电致化学发光信号，记录不同底物浓度下的电致化学发光峰电位，应用origin6.1软件拟合峰电位-溶质浓度值工作曲线及底物浓度计算公式，实际检测中通过将所记录电致化学发光曲线峰电位带入pH值计算公式及底物浓度计算公式分别计算体系pH值及底物浓度。

5.根据权利要求3或4所述的应用基于锐钛矿型TiO₂纳米粒子的pH传感器的pH值检测方法，其特征在于，所述的缓冲溶液为磷酸缓冲液、Tris-HCl缓冲液、柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液、乙酸-乙酸钠缓冲液、硼砂-盐酸缓冲液中的任一种。

6.根据权利要求4所述的应用基于锐钛矿型TiO₂纳米粒子的pH传感器的pH值检测方法，其特征在于，第四步中所述的酶-底物催化反应体系为脲酶-尿素体系或乙酰胆碱酯酶-乙酰胆碱体系。

7.根据权利要求4所述的应用基于锐钛矿型TiO₂纳米粒子的pH传感器的pH值检测方法，其特征在于，所述的氨基-氨基或氨基-羧基交联反应为，先在ITO导电玻璃表面均匀修饰富含氨基或羧基官能团的薄膜，然后应用戊二醛或EDC活化薄膜上的氨基或羧基官能团，与酶分子的氨基交联而均匀修饰在ITO玻璃表面。