一种光电化学适配传感器及其制备方法和检测DBP方法技术

本发明专利技术公开了一种光电化学适配传感器及其制备方法和检测DBP方法，所述光电化学适配传感器包括导电基底、固定在导电基底上的含有钙钛矿相的CTAB@CH3NH3PbI3层、覆盖在CTAB@CH3NH3PbI3层上的适配体ATP层。其中CTAB通过形成保护层并钝化CH3NH3PbI3的X

【技术实现步骤摘要】
一种光电化学适配传感器及其制备方法和检测DBP方法


[0001]本专利技术涉及一种光电化学领域
，尤其涉及一种光电化学适配传感器及其制备方法和检测DBP的方法。

技术介绍

[0002]邻苯二甲酸二丁酯(DBP)因其较好的胶凝能力和粘结性而被广泛应用于邻苯二甲酸酯类增塑剂中。然而，DBP很容易从塑料制品表面转移到环境中，因为DBP与塑料基材之间的相互作用是氢键和范德华力而不是共价键。研究报告称，邻苯二甲酸酯的广泛使用和永久排放导致其在食品中的累积超过国家标准。DBP作为典型的新兴有机污染物，进入人体后，可能扰乱内分泌，影响肝脏和泌尿系统，增加人类心血管疾病风险。DBP对生态系统和公众健康的潜在和不利影响引起了人们越来越多的关注，需要开发简单、高效、低成本、易于操作和可靠的方法来持续有效地监测DBP的残留量。
[0003]近年来，简单新颖的光电化学的(PEC)传感器被开发用于检测环境和生物样品中的各种化学成分和生物分子。PEC传感器具有光学和电化学分析的特点，成本低，响应快，灵敏度高，背景降低，制备工艺简单。为了提高PEC的选择性，识别元素的引入受到了相当大的关注。抗体适用于快速监测和筛选不同的靶标，但制备抗体是一个复杂而耗时的过程，并且使用抗体作为识别探针存在成本高、反应时间长等问题。ATP是人工合成的短链寡核苷酸片段，可以特异性识别蛋白质、小分子和细胞。它们在制备过程、成本、稳定性和修饰方面比抗体或受体蛋白具有更好的特性。
[0004]现有的光电化学适配传感器未有将ATP于PCE传感器结合，并用于检测DBP浓度的，现有的PEC传感器中有机
‑
无机杂化钙钛矿会在晶界和表面形成大量陷阱态，导致非辐射复合，对其效率和稳定性有害。
[0005]为了解决上述技术问题，现有的方法采用添加剂工程解决钝化缺陷，常用的添加剂包括Lewis酸/碱、长链聚合物、有机金属框架、纳米颗粒等，但这些方法制备过程复杂，且PCE传感器稳定性差和检测结果准确度不高。

技术实现思路

[0006]专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种稳定性高、抗干扰性好、灵敏度高的光电化学适配传感器；本专利技术的另一目的是提供一种光电化学适配传感器的制备方法；本专利技术的另一目的是提供一种检测DBP的方法。
[0007]技术方案：本专利技术的光电化学适配传感器，包括导电基底、固定在导电基底上的含有钙钛矿相的CTAB@CH3NH3PbI3层、覆盖在CTAB@CH3NH3PbI3层上的适配体ATP层。
[0008]进一步地，导电基底为ITO导电玻璃。
[0009]进一步地，适配体ATP的序列如SEQ No.1所示。
[0010]SEQ No.1：5'
‑
CTTTCTGTC CTTCCGTCACATCCCACGCATT CTCCACAT
‑
3'
[0011]另一方面，本专利技术的光电化学适配传感器的制备方法，包括以下步骤：
[0012](1)对导电基底预处理，然后在其上修饰CTAB@CH3NH3PbI3，形成具有钙钛矿相的电极；导电基底预处理包括分别用甲苯、丙酮、乙醇、去离子水超声清洗导电基底；修饰CTAB@CH3NH3PbI3的方法为将CTAB@CH3NH3PbI3前体溶液滴在导电基底表面并干燥；
[0013](2)在上述电极表面修饰适配体ATP层，即得；其中修饰适配体ATP层的方法为将适配体ATP涂覆在电极表面，然后干燥和冲洗。
[0014]进一步地，步骤(1)中CTAB@CH3NH3PbI3前体溶液中，CTAB与CH3NH3PbI3的摩尔比为4:1～6:1，此时的CH3NH3PbI3晶粒排列有序，CH3NH3PbI3薄膜呈现光滑致密的形态，孔洞和裂纹较少。适量CTAB的有效钝化减少了CH3NH3PbI3薄膜的非辐射复合、提高CH3NH3PbI3稳定性、有助于钝化缺陷，且改善CH3NH3PbI3薄膜的形貌，减少裂纹和降低粗糙度。这是因为CTAB中的QA阳离子和Br
‑
部分替代或填充了CH3NH3PbI3中A或X位的空位；过量的CTAB可能会抑制CH3NH3PbI3的成核结晶，从而降低PEC的光电转换率。
[0015]进一步地，步骤(1)中CTAB@CH3NH3PbI3在导电基底的修饰量为12.5
‑
20μL/cm2。CH3NH3PbI3薄膜厚度会影响光收集和载流子复合，随着CTAB@CH3NH3PbI3薄膜厚度的增加，钝化缺陷增多，导致电子
‑
空穴复合增快和电子转移率降低。
[0016]进一步地，步骤(2)中ATP浓度为1.0μM
‑
2.5μM，ATP在电极上的固定时间增加为40
‑
60分钟。此时的传感器的光电流响应较为稳定。
[0017]另一方面，本专利技术的利用光电化学适配传感器检测邻苯二甲酸二丁酯的方法，包括将邻苯二甲酸二丁酯滴在光电化学适配传感器上孵育。
[0018]进一步地，邻苯二甲酸二丁酯滴在光电化学适配传感器上孵育时间为40min以上。
[0019]本专利技术将将具有长烷基链、带正电荷的季铵阳离子(QA)和带负电荷的卤素溴化物的CTAB引入到钙钛矿前驱体溶液中，以提高CH3NH3PbI3的稳定性和性能。CTAB可以有效地钝化CH3NH3PbI3的阳离子和阴离子缺陷，增强有机和无机物质之间的相互作用，从而减少非辐射复合。此外，CTAB的长烷基链分布在CH3NH3PbI3表面，可以提高CH3NH3PbI3的疏水性和水稳定性。CTAB修饰的CH3NH3PbI3具有更好的疏水性和电子转移能力，从而提高了PEC传感器的光电信号。作为一种阳离子表面活性剂，CTAB与ATP通过CTAB带正电的阳离子与ATP带负电的磷酸根离子之间的静电力相互作用。CTAB经常用于从染色体蛋白质中解离DNA，并用来选择性沉淀核酸。CTAB在植物组织中的成功使用使得它被用于许多其他较难提取DNA的生物。本专利技术将CTAB自组装在CH3NH3PbI3表面，以改善PEC传感器的疏水性和光电化学性能。
[0020]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下显著优点：
[0021](1)适配体传感器响应速度快，光电流稳定，制备过程简单，在DBP检测和实际样品分析中表现出令人满意的选择性、重现性和稳定性；
[0022](2)适配体传感器具有高抗干扰性、高特异性和高灵敏度，线性范围为0.1pmol
·
L
‑1‑
10nmol
·
L
‑1，对DBP检出限和定量限分别低至2.5
×
10
‑
14
M和8.2
×
10
‑
14
M(S/N＝3)，检测限低至25fmol
·
L
‑1。
附图说明
[0023]图1为本专利技术的PEC适体传感器构建过程和DBP测定机制示意图；
[0024本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光电化学适配传感器，其特征在于，包括导电基底、固定在导电基底上的含有钙钛矿相的CTAB@CH3NH3PbI3层、覆盖在CTAB@CH3NH3PbI3层上的适配体ATP层。2.根据权利要求1所述的光电化学适配传感器，其特征在于，导电基底为ITO导电玻璃。3.根据权利要求1所述的光电化学适配传感器，其特征在于，适配体ATP的序列如SEQ No.1所示。4.一种根据权利要求1
‑
3任一所述的光电化学适配传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对导电基底预处理，然后在其上修饰CTAB@CH3NH3PbI3层，形成具有钙钛矿相的电极；(2)在上述电极表面修饰适配体ATP层，即得。5.根据权利要求4所述的光电化学适配传感器的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，导电基底预处理包括分别用甲苯、丙酮、乙醇、去离子水超声清洗导电基底。6.根据权利要求4所述的光...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐琴，沈颖卓，管杰，马诚，舒韵，胡效亚，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：