一种In2S3/MoS2@Fe-CNTs光活性材料、自供电适配体传感器及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种In2S3/MoS2@Fe

【技术实现步骤摘要】
一种In2S3/MoS2@Fe
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CNTs光活性材料、自供电适配体传感器及其应用


[0001]本专利技术涉及一种In2S3/MoS2@Fe
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CNTs光活性材料、自供电适配体传感器及其应用，属于生物传感器


技术介绍

[0002]金黄色葡萄球菌是革兰氏阳性菌的代表，是人类脓性感染最常见的病原体，还是一种常见的食源性病原微生物。金黄色葡萄球菌常寄生在人和动物的皮肤、鼻腔、喉咙、肠胃、红肿、化脓性溃疡中以及空气、污水等环境中，因而人类摄入这种金黄色葡萄球菌，容易引起化脓性炎症、中毒性休克综合征、烫伤皮肤综合征，甚至会导致死亡。基于此背景，实现金黄色葡萄球菌的灵敏和精确的检测对于保护健康和确保环境监测至关重要。
[0003]目前常用的金黄色葡萄球菌检测方法包括传统培养、仪器检测和分子生物学检测。金黄色葡萄球菌的传统检测依赖细菌培养，结果可靠稳定，但通常需要2～3天才能出结果；使用仪器，如HPLC、质谱分析、聚合酶链反应检测金黄色葡萄球菌只需要1～5h即可得到结果，方法快速灵敏，但这些设备通常价格昂贵且需要专业人员操作；分子生物学检测可以快速获得结果，但容易出现假阳性结果，检测稳定性差。
[0004]生物传感器作为新型的检测手段，具有方便、省时、精度高、设备简单、价廉，易于微型化等优点，并且数据的收集与处理也很简便，亦不会造成污染，可实现现场大通量样品的检测。将电化学法与适配体生物传感器集成，响应速度快、成本低、高效、操作简单，已经被广泛用于金黄色葡萄球菌的敏感和选择性检测。进一步地，现有技术中开始有人研究基于半导体纳米材料的光电化学适配体传感器来检测金黄色葡萄球菌，但是由于大多数半导体材料具有较小的比表面积、低功能、简单的纳米结构，使得生物探针分子和目标底物的吸附/锚定位点有限，从而降低了催化反应过程中的传输质量和检测的灵敏性、精确性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种In2S3/MoS2@Fe
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CNTs异质结光活性材料，解决现有技术中半导体比表面积小、功能低、适配体的吸附/锚定位点有限的问题。
[0006]本专利技术的第二个目的是提供一种In2S3/MoS2@Fe
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CNTs异质结光活性材料的制备方法，解决现有技术中半导体比表面积小、功能低、适配体的吸附/锚定位点有限的问题。
[0007]本专利技术的第三个目的是提供一种基于In2S3/MoS2@Fe
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CNTs异质结的自供电适配体传感器，该自供电适配体传感器具有高选择性、重现性好、稳定性好和可再生性好的优点。
[0008]本专利技术的第四个目的是提供一种基于In2S3/MoS2@Fe
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CNTs异质结的自供电适配体传感器在食源性细菌检测中的应用，解决现有技术中金黄色葡萄球菌检测的灵敏性低、精确性低的问题。
[0009]为了实现以上目的，本专利技术的In2S3/MoS2@Fe
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CNTs异质结光活性材料所采用的技术方案为：
[0010]一种In2S3/MoS2@Fe
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CNTs异质结光活性材料，包括掺Fe的碳纳米管基体和附着在掺Fe的碳纳米管基体上的In2S3/MoS2杂化纳米片。
[0011]本专利技术的In2S3/MoS2@Fe
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CNTs异质结光活性材料，属于一维/二维异质结构，增强了光吸收的特性，促进了光生电子和空穴的转移和分离，并且该光活性材料的比表面积大，具有丰富的适配体锚定位点。
[0012]优选地，所述掺Fe的碳纳米管基体为n型半导体，所述In2S3/MoS2杂化纳米片为p型半导体，两者形成p
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n结。本专利技术的In2S3/MoS2@Fe
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CNTs p
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n异质结增强了光生电子
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空穴对的定向电荷转移和增强电荷分离。
[0013]本专利技术的In2S3/MoS2@Fe
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CNTs异质结光活性材料的制备方法所采用的技术方案为：
[0014]一种In2S3/MoS2@Fe
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CNTs异质结光活性材料的制备方法，包括以下步骤：在掺Fe的碳纳米管上原位生成In2S3/MoS2杂化纳米片，得到In2S3/MoS2@Fe
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CNTs。
[0015]本专利技术利用In2S3/MoS2杂化物二维半导体纳米片在一维掺Fe的碳纳米管周围原位生长制备一维/二维异质结构，该异质结构可以快速、长距离电子传递，增强了光吸收的特性，促进了光生电子和空穴的转移和分离，并且该光活性材料的比表面积大，具有丰富的适体锚定位点。该方法操作简单、适合于工厂化生产。
[0016]合成In2S3/MoS2@Fe
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CNTs的具体过程，优选地，将铟盐、磷钼酸、硫化物与掺Fe的碳纳米管在溶剂中进行溶剂热反应。
[0017]为了更好的合成In2S3/MoS2@Fe
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CNTs，进一步优选地，所述铟盐为InCl3，所述硫化物为硫代乙酰胺。
[0018]优选地，铟盐、磷钼酸、硫化物与掺Fe的碳纳米管在溶剂中进行混合时，是将铟盐、磷钼酸、掺Fe的碳纳米管的水溶液与硫化物的乙醇溶液进行混合。
[0019]进一步优选地，所述水溶液中铟盐的质量分数为37～40％，磷钼酸的质量分数为37～40％，掺Fe的碳纳米管的质量分数为7～8％。
[0020]进一步优选地，所述干燥的温度为50～80℃，所述干燥的时间为10～16h。
[0021]为了使体系充分地反应，优选地，所述铟盐的添加量为掺Fe的CNTs的质量的4～6倍，所述磷钼酸的添加量为掺Fe的CNTs的质量的4～6倍，所述硫化物的添加量为掺Fe的CNTs的质量的8～12倍。
[0022]为了提高合成的效率，优选地，所述热反应的温度为190～210℃，反应时间为10～16h。
[0023]本专利技术的基于In2S3/MoS2@Fe
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CNTs异质结的自供电适配体传感器所采用的技术方案为：
[0024]一种基于In2S3/MoS2@Fe
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CNTs异质结的自供电适配体传感器，包括基于上述所述的In2S3/MoS2@Fe
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CNTs异质结光活性材料的光电阴极和基于Fe
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CNTs的光阳极；所述光电阴极包括电极基体、复合在电极基体上的In2S3/MoS2@Fe
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CNTs材料和结合在In2S3/MoS2@Fe
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CNTs材料上的靶向食源性细菌的适配体。
[0025]本专利技术基于In2S3/MoS2@Fe
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CNTs异质结的自供电适配体传感器是基于双光电极协同效应构建的适配体传感器，其中，In2S3/MoS2@Fe
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CNTs异质结光活性材料作为光电阴极，Fe
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种In2S3/MoS2@Fe
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CNTs异质结光活性材料，其特征在于，包括掺Fe的碳纳米管基体和附着在掺Fe的CNTs基体上的In2S3/MoS2杂化纳米片。2.根据权利要求1所述的In2S3/MoS2@Fe
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CNTs异质结光活性材料，其特征在于，所述掺Fe的碳纳米管基体为n型半导体，所述In2S3/MoS2杂化纳米片为p型半导体，两者形成p
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n结。3.一种In2S3/MoS2@Fe
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CNTs异质结光活性材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在掺Fe的碳纳米管上原位生成In2S3/MoS2杂化纳米片，得到In2S3/MoS2@Fe
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CNTs。4.根据权利要求3所述的In2S3/MoS2@Fe
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CNTs异质结光活性材料的制备方法，其特征在于，将铟盐、磷钼酸、硫化物与掺Fe的碳纳米管在溶剂中进行溶剂热反应。5.根据权利要求4所述的In2S3/MoS2@Fe
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CNTs异质结光活性材料的制备方法，其特征在于，所述铟盐的添加量为掺Fe的碳纳米管的质量的4～6倍，所述磷钼酸的添加量为掺Fe的碳纳米管的质量的4～6倍，所述硫化物的添加量为掺Fe的碳纳米管的质量的8～12倍。6.根据权利要求4或5所述的In2S3/MoS2@Fe
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【专利技术属性】
技术研发人员：王明花，胡彬，张治红，陈凯歌，季鑫鑫，贾巧娟，董华东，
申请(专利权)人：郑州轻工业大学，
类型：发明
国别省市：