[发明专利]一种基于钼酸铋/锌掺杂硫化镉/金的光电化学免疫传感器的制备方法

说明书

本发明涉及一种基于钼酸铋/锌掺杂硫化镉/金的光电化学免疫传感器的制备方法。本发明采用锌掺杂的硫化镉敏化钼酸铋纳米片作为光敏基底材料，钼酸铋制备简单，具有良好的光催化效果，经过锌离子掺杂的硫化镉的敏化作用后，获得了良好的光电响应。采用金纳米粒子进一步修饰敏化基底光敏材料，一方面，锌掺杂之后改善了硫化镉的带隙缺陷，使得金的表面等离子体效应作用更加显著，促进了光敏材料表面电子的振动，加速电子传递以获得更加稳定和优异的光电流；另一方面金与生物分子之间很容易形成Au‑NH₂键，为无机半导体纳米材料与生物分子的连接提供了基础，提高了传感器的稳定性和灵敏度。该传感其的检测限达到0.03 pg/mL。

技术领域

本发明涉及一种基于钼酸铋/锌掺杂硫化镉/金的光电化学免疫传感器的制备方法。具体是采用锌掺杂的硫化镉敏化的钼酸铋纳米片作为基底光敏材料提供基础的光电响应，其次采用贵金属金进一步修饰敏化，一方面由于表面等离子共振效应提高光电流，另一方面金与生物分子形成稳固的Au-NH₂，为后续生物免疫传感平台的构建提供了基础。制备了一种检测降钙素原的无标型光电化学传感器，属于新型功能材料与生物传感检测技术领域。

背景技术

降钙素原（PCT）是一种蛋白质，当严重细菌、真菌、寄生虫感染以及脓毒症和多脏器功能衰竭时它在血浆中的水平升高，细菌内毒素在诱导过程中担任了至关重要的作用，局部有限的细菌感染、轻微的感染和慢性炎症不会导致其升高，自身免疫、过敏和病毒感染时PCT也不会升高，因此PCT是严重细菌性炎症和真菌感染的特异性指标，而且也是脓毒症和炎症活动有关的多脏器衰竭的可靠指标，它反映了全身炎症反应的活跃程度。在严重的细菌性感染疾病中如脓毒症和MODS，PCT升高的程度是炎症活动的反映。PCT不仅是用于鉴别诊断的急性指标，而且是监控炎症活动的参数。其优于其他炎症指标的优势在于，严重的感染引起PCT浓度显著升高（10ug/L），而较轻的感染或不太严重的脓毒症仅引起PCT中度升高。并且，PCT还可以作为严重炎症的愈后监控指标。如果炎性刺激不再存在，PCT在几天内恢复到正常参考范围内。因此，建立一种快速、准确地检测降钙素原的分析方法非常必要。目前已有的降钙素原抗原的检测方法有很多，如利用时间分辨荧光免疫层析方法检测（黄德智,应昊俊,刘飞等.降钙素原时间分辨荧光免疫层析检测方法的建立及性能评价[J].第三军医大学学报, 2019, 41(06):581-586.）；酶联免疫方法（一种唾液降钙素原酶联免疫检测方法，CN201610401787.1）；化学发光免疫方法（基于纳米抗体的降钙素原化学发光检测试剂及检测方法，CN201810235448.X）等等，但由于酶联免疫分析操作繁琐，价格昂贵；荧光分析可控性差、毒性大；电化学发光分析检测时间长等。本发明设计了一种新型的无标型光电化学传感器，其分析速度快，操作简单，稳定性好，检测限低，本发明设计的无标型光电化学传感器对降钙素原抗原的检测限达到0.03 pg/mL。

钼酸铋是一种典型的半导体光催化纳米材料，其制备简单，成本低，无毒无污染，对可见光有很好的吸收利用效率，具有一定的光稳定性，在可见光照射下，会产生光生电荷，进而形成光电流，但由于其带隙窄，光生电子空穴易于复合，使得其本身光电转换效率并不高。硫化镉作为一种良好的敏化剂能够很好的改善钼酸铋这一光电缺陷，经过硫化镉敏化之后，钼酸铋的光电响应大幅度提升，为后续的光电测试提供了基础。此外经过锌离子掺杂之后，在硫化镉中形成一个中间带隙结构，降低了硫化镉本身的光生电子空穴的复合速率，提高了该传感器的稳定性。其次，采用金纳米粒子进一步修饰敏化，一方面，金具有良好的表面等离子共振效应，能够加速基底材料表面电子的振动，促进电子快速传递；另一方面，金与生物分子之间能够很容易形成Au-NH₂键，实现在不加任何交联剂的前提下无机半导体材料与生物分子连接得目的，为免疫传感平台的构建提供了基础和保障。