[发明专利]一种高灵敏度检测Pb2+

说明书

本发明公开了一种检测Pb²⁺的比率电化学传感器及其制备方法与应用，首次将铋纳米颗粒(BiNCs)作为内参比探针，选取绿色环保来源广泛的活化生物炭(AB)作为载体锚定BiNCs构建BiNCs@AB复合材料。以Pb²⁺与BiNCs峰值电流比值(I_Pb²⁺/I_BiNCs)为输出信号，在电解质溶液中对Pb²⁺进行电化学检测，该比率传感能够消除传感环境带来的干扰。本发明制备的电化学传感器对Pb²⁺显示出了良好的检测灵敏性；本发明构建的比率电化学传感器显著提高了检测的再现性和可靠性，实现了对Pb²⁺的快速定量分析。

技术领域

本发明涉及电化学传感器技术领域，尤其涉及一种高灵敏度检测Pb²⁺的比率电化学传感器及其应用。

背景技术

重金属离子，特别是铅离子(Pb²⁺)因其剧毒和不可生物降解性被列为最危险的环境污染物。过量接触微量的Pb²⁺会对神经系统、肾脏、肝脏、生殖系统和大脑造成严重损害。与此同时，不可生物降解性意味着它可以集中在整个食物链的活组织中，对自然生态系统和公众健康构成严重威胁。因此，开发高灵敏度、高可靠性的Pb²⁺检测技术对人类健康和环境监测具有重要意义。

目前已有表面增强拉曼散射、原子吸收光谱(AAS)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)和x射线荧光光谱(XRD)等检测技术用于Pb²⁺的检测。相比之下，电化学传感方法具有仪器便携、操作简单、灵敏度高、选择性好等优点。通常，电化学传感器通过记录单个电位响应或电流信号来跟踪目标分析物的含量。然而，单个电化学信号易受环境因素和仪器效率的影响，导致检测结果稳定性差，重现性低。这种对实验室检测条件的高度依赖限制了它们在电化学传感技术中的发展和应用。将比值法引入了电化学传感领域可以很好的克服这一不足。比率型电化学传感是一种通过测量两个电化学信号(分析物相关信号和参考信号)之间的比值变化来测量目标分析物的分析方法。与传统的基于单信号输出的电化学分析相比，比率型电化学分析可以实现更灵敏、更有效的分析物检测。通过其内置的校正机制，在一定程度上消除了外部干扰，提高了电化学检测的再现性和可靠性。比例策略与电化学传感器的结合极大地促进了电化学检测技术的发展。遗憾的是，目前，只有少数的电活性物质，比如，亚甲基蓝和二茂铁常作为参比信号分子使用。而且，这些物质的电活性还不够强。另外，他们的固定通常需要采用化学共价交联方法。这不仅增加了操作的复杂性，而且引入额外的支撑体也可能会影响电活性物质的电化学性能。因此，寻找合适的内参比信号材料构建高灵敏度检测Pb²⁺的比率电化学传感器是非常有必要的。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种高灵敏度检测Pb²⁺的比率电化学传感器及其应用。本发明选取铋纳米颗粒(BiNCs)作为内参比探针，使用绿色环保来源广泛的活化生物炭(AC)作为载体锚定BiNCs构建BiNCs@AB复合材料。并将BiNCs@AB电极作为电化学传感平台，以Pb²⁺与BiNCs峰值电流比值(I_Pb²⁺/I_BiNCs)为输出信号，对Pb²⁺进行电化学检测。检测方法操作简单、响应速度快、灵敏度高、稳定性好，使实地、在线快速检测重金属离子成为一种可能。

本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明的第一方面，提供负载铋纳米颗粒的活化生物炭复合材料在制备检测Pb²⁺的比率电化学传感器在中的用途。

优选的，所述负载铋纳米颗粒的活化生物炭复合材料由以下方法制备：