一种基于光学调控的可逆光电化学微传感器及其制备方法、在SO2动态监测方面的应用技术

本发明专利技术公开了一种基于光学调控的可逆光电化学微传感器，在微传感器中引入可逆识别的小分子探针作为光电化学微传感器的识别单元和荧光共振能量转移效率的调节剂，小分子探针作为能量受体与能量供体上转换纳米粒子通过荧光共振能量转移(FRET)原理组成荧光探针，以FRET荧光探针的发光作为可逆光电化学微传感器的激发光源，利用小分子探针对目标物SO2的可逆响应来调控FRET探针的荧光发射强度，从而实现光电信号的可逆输出。本发明专利技术实现了目前光电化学传感器由于识别元件响应机理的限制无法实现的可逆检测；此外，由于引入了具有高选择性化学识别的小分子探针作为识别元件，相比于传统光电化学传感器的识别元件，本发明专利技术提出的光电化学微传感器具有更高的特异性，而且可实现对非电活性物质的检测。实现对非电活性物质的检测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于光学调控的可逆光电化学微传感器及其制备方法、在SO2动态监测方面的应用


[0001]本专利技术涉及电化学分析
，具体是指一种基于光学调控的可逆光电化学微传感器及其制备方法、在SO2动态监测方面的应用。

技术介绍

[0002]原位动态监测神经化学分子在脑生理病理活动中的变化规律，有助于深入了解脑疾病相关的分子机制，这将为脑疾病的临床诊断、治疗及预防提供强有力的分子基础。SO2作为一种内源性气体神经递质，已被报道与多种脑疾病的发展密切相关。例如，脑内SO2含量的增高会破坏小鼠的条件性位置偏好；SO2可以改善短暂性全脑缺血再灌注大鼠的学习记忆障碍；SO2对小鼠具有抗抑郁抗焦虑的作用。但是，由于缺乏合适的原位检测工具，无法获取SO2在病理模型中的动态变化规律。
[0003]在电化学分析基础上发展起来的光电化学传感，是一种新的有潜力的活体分析方法，继承了电化学分析时空分辨率高、灵敏度高的优势，激发信号和检测信号分离的模式赋予其更好的灵敏性。更重要的是，其采用光作为激发源的特点为将光学探针的化学识别模式引入光电化学传感界面提供了可能，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光学调控的可逆光电化学微传感器，其特征在于，包括基底电极，以及从内到外依次修饰在基底电极表面的光电材料、激发光源和保护层；所述光电材料为碲化镉量子点/羧基化的多壁碳纳米管复合物，所述激发光源为可逆小分子探针与上转换纳米颗粒构成的FRET荧光探针，所述保护层为牛血清白蛋白
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戊二醛交联薄膜；所述荧光探针能够与所述可逆光电化学微传感器的目标物反应引起光电流的强弱变化。2.根据权利要求1所述的一种基于光学调控的可逆光电化学微传感器，其特征在于，所述基底电极为导电纤维状材料，直径不超过200μm；所述可逆光电化学微传感器通过小分子探针对目标物的可逆响应调控FRET荧光探针的荧光发射强度，实现光电信号的可逆输出；所述光电化学微传感器与光纤封装或安插于玻璃毛细管中，且可逆光电化学微传感器的端部凸伸出玻璃毛细管的端面。3.根据权利要求1所述的一种基于光学调控的可逆光电化学微传感器，其特征在于，所述碲化镉量子点/羧基化的多壁碳纳米管复合物为碲化镉量子点与羧基化的多壁碳纳米管在溶剂水中自组装后形成的固体产物，碲化镉量子点与羧基化的多壁碳纳米管的质量比在1：1～4：1的范围内；其中，碲化镉量子点通过巯基乙酸功能化，在波长600nm以下有紫外吸收；羧基化的多壁碳纳米管的长度为10～30μm，直径为20～30nm。4.根据权利要求1所述的一种基于光学调控的可逆光电化学微传感器，其特征在于，所述牛血清白蛋白
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戊二醛交联薄膜由牛血清白蛋白BSA和戊二醛GA在缓冲溶液形成的交联溶液干燥所得；其中，缓冲溶液中GA的浓度为0.5～1.5wt.％，BSA的浓度为4～6mg/mL；缓冲溶液优选为PBS，pH为7～8。5.根据权利要求1所述的一种基于光学调控的可逆光电化学微传感器，其特征在于，所述荧光探针由可逆小分子探针与所述上转换纳米颗粒通过静电相互作用力结合形成，上转换纳米颗粒的质量与可逆小分子探针的物质的量之间的比例为(0.5
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5.0)g：(20
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100)μmol；上转换纳米颗粒的强荧光发射峰位与可逆小分子探针的最大紫外
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可见吸收峰能够重叠。6.根据权利要求1所述的一种基于光学调控的可逆光电化学微传感器，其特征在于，所述可逆光电化学微传感器的目标物为SO2时，可逆小分子探针上包含有带正电荷的苯并吡喃阳离子基团，所述上转换纳米颗粒为聚丙烯酸功能化的上转换纳米颗粒，带负电荷，两者通过静电相互作用力结合形成FRET荧光探针。7.根据权利要求6所述的一种基于光学调控的可逆光电化学微传感器，其特征在于，所述可逆小分子探针的化学结构通式为：R为给电子基团。8.权利要求1所述的基于光学调控的可逆光电化学微传感器的制备方法，其特征在于，通过将基底电极依次浸泡在碲化镉量子点/羧基化的多壁碳纳米管复合物水溶液、FRET荧光探针分散液和BSA
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘志洪，叶晓雪，林丹颖，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：