基于硫化银增强PTCA谷胱甘肽检测的光电化学传感器的制备方法技术

本发明专利技术涉及基于硫化银增强PTCA谷胱甘肽检测的光电化学传感器的制备方法。本发明专利技术以硫化银量子点敏化的PTCA作为基底材料来获取阴极光电流，PTCA是一种具有优异光电活性的有机纳米材料，经过硫化银量子点敏化后，光电流响应大大增加。将待测物谷胱甘肽直接溶解在测试电解质溶液中，有效提高了检测的灵敏度，实现了对谷胱甘肽的灵敏检测。其检测限为0.05 nmol/L。nmol/L。

【技术实现步骤摘要】
基于硫化银增强PTCA谷胱甘肽检测的光电化学传感器的制备方法


[0001]本专利技术涉及基于硫化银增强PTCA谷胱甘肽检测的光电化学传感器的制备方法。具体是采用硫化银量子点敏化PTCA纳米片作为基底光敏材料来获取阴极光电流，将待测物谷胱甘肽直接溶解在测试电解质溶液中，制备了一种灵敏检测谷胱甘肽的光电化学传感器，属于新型功能材料与传感检测


技术介绍

[0002]谷胱甘肽(GSH)是在生命的所有领域中自然产生的三肽。谷胱甘肽能帮助保持正常的免疫系统功能，并具有抗氧化作用、整合解毒作用。半胱氨酸上的巯基为其活性基团，易与某些药物、毒素等结合，使其具有整合解毒作用。谷胱甘肽不仅可用于药物，更可作为功能性食品的基料，在延缓衰老、增强免疫力、抗肿瘤等功能性食品中广泛应用。谷胱甘肽液是一种常见的生物标志物，可用于许多疾病的检测和诊断。虽然光靠谷胱甘肽浓度无法诊断疾病，但它仍可作为可能出现健康问题的指标。当谷胱甘肽水平显著升高时，患者被诊断为神经退行性疾病的几率增加。能够准确地检测和量化生物样本中的谷胱甘肽是有益的，因为这些疾病的病例增加了。随着时间的推移，也有可能通过诊断手段来确定帕金森病或阿尔茨海默病等疾病的进展。因此，建立一种灵敏、准确地检测谷胱甘肽的分析方法非常必要。常见的谷胱甘肽的检测方法有荧光分析法、比色分析法、电化学分析方法等。但荧光分析法往往操作比较复杂，检测线性范围窄；比色分析检测误差大；电化学分析时间长。本专利技术设计了一种新型的光电化学传感器以实现谷胱甘肽的灵敏检测，其分析速度快，操作简单，稳定性好，本专利技术设计的光电化学传感器对谷胱甘肽的检测限达到0.05 nmol/L。
[0003]TPCA（3,4,9,10
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苝四甲酸三酐），一种优异的有机半导体纳米材料，具有良好的光催化性能和光电性能，其制备方法简单，无毒，具有一定的光稳定性和热稳定性，在可见光照射下，会产生光生电荷，进而形成光电流，但单纯的TPCA纳米材料光电转换效率并不高。硫化银作为一种优异的敏化材料，制备简单，产量高，生物相容性好。片状的PTCA比表面积大，经硫化银量子点敏化，能够附载大量的硫化银量子点，从而获得极好的光电性能。该基底光敏材料产生的是阴极光电信号，阴极光电信号能够有效避免某些还原性物质的干扰，使检测更加准确。待测物谷胱甘肽直接溶解于光电化学测试电解质溶液中，在测试过程中作为电子供体，随着其浓度的升高，测试所得光电流信号逐渐减小，以此来提高传感器检测的灵敏度，使得该传感器的检测灵敏度大大提高。
[0004]光电化学传感器是基于物质的光电转换特性来确定待测物浓度的一类检测装置。光电化学检测方法具有设备简单、灵敏度高、易于微型化的特点，已经发展成为一种极具应用潜力的分析方法，在食品、环境、医药等领域具有广阔的应用前景。硫化银量子点敏化的PTCA纳米材料在光电化学传感器方面的应用未见报道。本专利技术基于硫化银量子点敏化的PTCA纳米材料成功构建了在可见光下检测谷胱甘肽的光电化学传感器。该传感器以硫化银量子点敏化的片状PTCA作为基底光敏材料，将待测物谷胱甘肽直接溶解在测试电解质溶液
中，实现了对谷胱甘肽的灵敏检测。本专利技术制备的光电化学传感器，具有低成本、高灵敏、特异性好、快速检测、易于制备等优点，实现了在可见光区域对谷胱甘肽的快速、高灵敏检测，有效克服了目前谷胱甘肽检测方法的不足。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的之一是利用硫化银量子点敏化的PTCA纳米材料作为光敏材料。该光敏材料表现出优异的光电性能，在可见光下具有极大的光电转换效率。
[0006]本专利技术目的之二是将待测物谷胱甘肽直接溶解在测试底液中，使检测的灵敏度大大提高。
[0007]本专利技术目的之三是以硫化银
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PTCA纳米材料作为基底，制备了一种灵敏度高、稳定性好、检测速度快的光电化学传感器，实现了在可见光条件下对谷胱甘肽灵敏检测的目的。
[0008]本专利技术的技术方案如下：1、基于硫化银增强PTCA谷胱甘肽检测的光电化学传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）PTCA纳米材料的制备取5 ~ 20 mg苝四羧酸二酐溶于10 mL浓度为1 ~ 3 mol/L的氢氧化钠水溶液中，加热至固体全部溶解，得黄绿色溶液，之后向上述溶液中加入浓度为1 ~ 5 mol/L的盐酸水溶液，直至溶液颜色变为砖红色，所得砖红色溶液继续在室温下搅拌10 ~ 30 min，砖红色产物用无水乙醇和超纯水洗涤，在10 ~ 40
ꢀ°
C下真空干燥，制得PTCA纳米材料；（2）硫化银量子点溶液的制备取0.3 ~ 0.7 g硝酸银溶解于15 ~ 55 mL的乙二醇溶液中，室温下搅拌均匀后，向溶液中加入1 ~ 5 mL巯基乙酸溶液，混合溶液加热至100 ~ 160
ꢀ°
C，继续搅拌30 ~ 60 min后，溶液颜色由黄色变为黑色，冷却至室温后，所得产物用无水乙醇洗涤，分散在水中于4
ꢀ°
C冰箱遮光保存备用，制得硫化银量子点溶液；（3）光电化学传感器的制备1）将导电玻璃依次用表面活性剂、丙酮、乙醇和超纯水超声清洗，通氮气在70
ꢀ°
C烘箱中烘干；2）取25
ꢀµ
L浓度为1 ~ 5 mg/mL的PTCA水溶液滴加到ITO导电玻璃的导电面，红外灯下烤干；3）在修饰的电极表面继续滴加5 ~ 10
ꢀµ
L硫化银量子点溶液，室温下避光自然晾干；制得一种检测谷胱甘肽的光敏电极。
[0009]2. 如权利要求1所述制备方法制备得到的光敏电极的检测方法，其特征在于，步骤如下：（1）使用电化学工作站以三电极体系进行测试，饱和甘汞电极为参比电极，铂电极为辅助电极，制备的ITO修饰的光敏电极为工作电极，在10 mL、含有0.1 ~ 500 nmol/L谷胱甘肽的pH为5.0 ~ 8.0的PBS缓冲溶液中进行测试；（2）用时间
‑
电流法对谷胱甘肽进行检测，设置电压为
‑
0.1 ~ 0.1 V，运行时间120 s，光源波长为400 ~ 450 nm；（3）电极放置好之后，每隔10 s开灯持续照射10 s，记录光电流，绘制工作曲线；
（4）将待测的谷胱甘肽样品溶液代替谷胱甘肽标准溶液进行检测。
[0010]本传感器对谷胱甘肽的检测线性范围为0.1 ~ 500 nmol/L，检测限达0.05 nmol/L。
[0011]材料合成所需要的化学试剂均为当地试剂店购得，没有经过再处理。
[0012]本专利技术的有益成果（1）本专利技术成功合成具有一定光电性能的片状PTCA纳米材料，该材料制备成本低，无毒，比表面积大；利用硫化银良好的敏化作用对PTCA进行敏化，获得了极好的光电性能，解决了单纯PTCA和单纯硫化银光电转换效率低的问题。
[0013]（2）本专利技术将待测物直接溶解在光电化学测试电解质溶液中，随着待测物浓度的增加，光电信号逐渐减小，实现对谷胱甘肽的灵敏检测。
[0014]（4）本专利技术制备的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于硫化银增强PTCA谷胱甘肽检测的光电化学传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）PTCA纳米材料的制备取5 ~ 20 mg苝四羧酸二酐溶于10 mL浓度为1 ~ 3 mol/L的氢氧化钠水溶液中，加热至固体全部溶解，得黄绿色溶液，之后向上述溶液中加入浓度为1 ~ 5 mol/L的盐酸水溶液，直至溶液颜色变为砖红色，所得砖红色溶液继续在室温下搅拌10 ~ 30 min，砖红色产物用无水乙醇和超纯水洗涤，在10 ~ 40
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C下真空干燥，制得PTCA纳米材料；（2）硫化银量子点溶液的制备取0.3 ~ 0.7 g硝酸银溶解于15 ~ 55 mL的乙二醇溶液中，室温下搅拌均匀后，向溶液中加入1 ~ 5 mL巯基乙酸溶液，混合溶液加热至100 ~ 160
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C，继续搅拌30 ~ 60 min后，溶液颜色由黄色变为黑色，冷却至室温后，所得产物用无水乙醇洗涤，分散在水中于4
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C冰箱遮光保存备用，制得硫化银量子点溶液；（3）光电化学传感器的制备1）将导电玻璃依次用表面活性剂、丙酮、乙醇和超纯水超声...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏琴，徐芮，杜宇，孙强，李玉阳，任祥，吴丹，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：