[发明专利]一种石英晶体微天平传感器、制备方法及其应用

说明书

本发明涉及一种石英晶体微天平传感器、制备方法及其应用，该石英晶体微天平传感器包括：晶振，所述晶振的电极表面修饰有自清洁涂层，且所述自清洁涂层包括ZnO/TiO₂纳米复合膜。本发明的技术方案是通过溶胶凝胶法制得ZnO凝胶，再与β‑环糊精反应得到β‑环糊精修饰的ZnO纳米复合膜，之后将其浸入至含二氧化钛P25的悬浮液中后干燥制得ZnO/TiO₂纳米复合膜，所制得的ZnO/TiO₂纳米复合膜修饰在晶振的电极表面，从而基于ZnO/TiO₂纳米复合膜的特性而达到无需浸入清洗液中即可实现晶振电极自清洁的目的，可有效延长晶振电极的使用寿命。

技术领域

本发明涉及传感器检测技术领域，特别是涉及一种石英晶体微天平传感器、制备方法及其应用。

背景技术

人体蛋白的测定有其重要意义，人体许多病症的出现通常会表现为人体蛋白含量异常。例如，当人体患有肝胆类疾病时，人γ-球蛋白会显著升高；而当人体患有一些重症疾病，常常表现出白蛋白的降低以及纤维蛋白原的升高等。因此，可以通过检测人体蛋白含量的变化来判断人体是否产生病变。

石英晶体微天平是利用石英晶体的压电效应，将电极表面的质量变化转化为振荡电路输出的电信号频率变化的传感器。气相中，石英晶体微天平表面所负载质量与谐振频率之间满足Sauerbrey方程式；在液相中，石英晶体微天平表面所负载质量与谐振频率之间满足Kanazawa-Gordon方程式。

石英晶体微天平(QCM)作为一种以质量变化为依据的传感器，具有成本低廉，操作简单，特异性好，灵敏度高等优点，被广泛地应用到化学、物理、表面科学、生物医学等领域。在液相检测当中，QCM晶振的电极表面干净与否对检测结果有很大影响。目前清洗电极是将其浸泡入清洗液中清洗，而很多清洗液往往具有腐蚀性，会对QCM晶振的电极检测性能造成很大影响，同时寿命大大缩短。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石英晶体微天平传感器的制备方法，该制备方法能够在石英晶体微天平传感器中晶振电极表面修饰自清洁涂层，无需将晶振电极放入清洗液中浸泡即可实现自清洁，具有较好的适用性，可有效延长其使用寿命。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种石英晶体微天平传感器的制备方法，所述石英晶体微天平传感器包括晶振；所述制备方法包括：

步骤一、称取相同物质的量的Zn(CH₃COO)₂·2H₂O和HO(CH₂)₂NH₂并分别溶于等量的C₄H₁₀O₂中，搅拌均匀，制得HO(CH₂)₂NH₂溶液与Zn(CH₃COO)₂·2H₂O溶液；

步骤二、将步骤一中制得的Zn(CH₃COO)₂·2H₂O溶液缓慢加入至HO(CH₂)₂NH₂溶液中，搅拌均匀，制得ZnO凝胶；之后加入聚乙二醇，制得ZnO溶液，静态老化待用；

步骤三、将晶振的电极浸入至步骤二中制得的ZnO溶液中并取出，重复2-3次，干燥，退火，制得涂覆有ZnO种子的电极；

步骤四、配置ZnNO₃、(CH₂)₆N₄、β-环糊精的混合溶液，将涂覆有ZnO种子的电极浸入混合溶液中，制得涂覆有ZnO纳米复合膜的电极；

步骤五、将二氧化钛P25粉体溶解于去离子水中，超声分散处理，离心去除不溶性的颗粒物，制得含二氧化钛P25的悬浮液；