1.一种光电/可视化双模式传感器的构建方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1、制备光电材料二氧化钛三维氮杂石墨烯水凝胶TiO2/3DNGH,备用;
将甘氨酸与硫酸钛加入氧化石墨烯分散液中,超声分散形成均匀的溶液A;将溶液A转移到高压反应釜并在烘箱中160~200℃下进行溶剂热反应10~14h,反应结束,待其自然冷却至室温后经过多次水洗,然后冷冻干燥,从而制备了固体产物TiO2/3DNGH;
步骤2、制备光电/可视化电极基底:
将ITO依次在甲苯、丙酮、乙醇和水超声清洗下,以去除表面可能吸附的杂质与有机污染物,在干净的ITO上激光刻蚀出可视化区域、对电极区域和工作电极区域;
步骤3、制备可视化电极:
在步骤2中ITO的可视化区域电沉积普鲁士蓝,形成可视化电极;
步骤4、制备对电极:
在步骤2中ITO的对电极区域电沉积Pt,形成Pt/ITO电极,作为对电极;
步骤5、修饰工作电极:
将步骤1中得到的TiO2/3DNGH分散于N,N‑二甲基甲酰胺DMF中,得到TiO2/3DNGH分散液,将TiO2/3DNGH分散液滴涂于ITO的工作电极区域,置于红外灯下烘干,得到TiO2/3DNGH电极,作为工作电极;
步骤6、构建检测呕吐毒素DON的光电/可视化双模式适配体传感器件:首先,在工作电极TiO2/3DNGH/ITO上滴涂壳聚糖CHIT溶液,置于红外灯下烘干;接着,将戊二醛GA溶液滴于电极表面,并置于室温下反应,反应完毕后,用PBS淋洗,除去电极表面多余的GA;用PBS为溶剂配制DON适配体溶液,将DON适配体滴加在电极上,反应一段时间后,用PBS淋洗以除去过量的未吸附的适配体,然后滴加牛血清蛋白BSA溶液以封闭非特异性活性位点;最终得到适配体修饰的工作电极aptamer/TiO2/3DNGH/ITO,所述工作电极与对电极Pt/ITO构成光电适配体传感器件,所述光电适配体传感器件与显色区域构成光电致变色适配体传感器件的光电/可视化双模式适配体传感器。
2.如权利要求1所述的构建方法,其特征在于,步骤1中,
溶液A中,甘氨酸、硫酸钛、氧化石墨烯分散液的用量比例为1g:2.4g:10mL,氧化石墨烯分散液浓度为2.0mg/mL。
3.如权利要求1所述的构建方法,其特征在于,步骤3中,电沉积普鲁士蓝的具体步骤为:采用三电极体系:工作电极为ITO中的可视化区域、辅助电极为铂丝、参比电极为甘汞电极,在以KCl、HCl、K3[Fe(CN)6]和无水FeCl3组成的沉积液中用循环伏安法电沉积普鲁士蓝,将制备完成的可视化电极置于温度为60℃的烘箱中过夜;
其中,电沉积参数设置为低压0.4V,高压0.8V,扫描速率100mV/s,扫描次数25次,电沉积600s结束后用纯水缓慢冲洗电极,60℃干燥一夜以备用;
所述沉积液中,KCl和HCl的浓度均为0.1mol/L;K3[Fe(CN)6]和无水FeCl3的浓度均为
0.0025mol/L。
4.如权利要求1所述的构建方法,其特征在于,步骤4中,电沉积Pt的具体步骤为:在电沉积之前,向溶液中通入高纯氮气以除去镀液中溶解的氧,电沉积采用三电极体系:工作电极为ITO的对电极区域、辅助电极为铂丝、参比电极为甘汞电极,在H2PtCl6和H2SO4组成的镀液中,利用恒电压沉积法,于ITO的对电极区域进行电化学沉积,沉积完成后将Pt/ITO电极进行清洗,后将其放入干燥皿中保存备用;
‑1 ‑1
其中,所述镀液中,H2PtCl6的浓度为3mmol·L ,H2SO4的浓度为0.5mol·L ;
恒电压法电沉积的参数为电压为‑0.3V,时间为700s;
通入高纯氮气的时间为30min。
5.如权利要求1所述的构建方法,其特征在于,步骤5中,
所述CHIT的质量百分浓度为0.1%,滴加量10μL;
所述GA的体积百分浓度为2.5%,滴加量20μL;CHIT与GA反应时间为1~2h;
DON适配体序列为:5'–NH2‑C6‑GCATCACTA CAGTCATTACGCATCGTAGGGGGGATCGTTAAGGAAGTGCCCGGAGGCGGTATCG TGTGAAGTGCTGTCCC‑3';DON适配体浓度为2μM,滴加量为20~40μL,反应时间10~14h;BSA的质量百分浓度为3%。
6.将权利要求1~5任一项所述构建方法构建的光电/可视化双模式适配体传感器件用于检测呕吐毒素DON的用途。
7.如权利要求6所述的用途,其特征在于,光电检测的具体步骤为:(1)将不同浓度的DON溶液滴到aptamer/TiO2/3DNGH/ITO工作电极上,并在室温下孵育一段时间;
(2)将步骤(1)处理过的工作电极放入含有的PBS的电解池中,氙灯光源同时垂直照射双功能的ITO上,用导电胶带连接工作电极与对电极,电化学工作站输出光电信号;将光电流值与DON浓度的对数值做标准曲线;
(3)将未知浓度的DON溶液采用如上方法收集光电流信号,并代入标准曲线中,得出DON溶液的浓度。
8.如权利要求7所述的用途,其特征在于,
步骤(1)中,DON浓度为0.001~100pg/mL,具体为0.001,0.01,0.1,0.5,1,5,和100pg/mL,滴加量为10~30μL;
步骤(2)中,PBS量为30~50mL;氙灯光源的强度为25%~100%。
9.如权利要求6所述的用途,其特征在于,可视化检测的具体步骤为:(1)将不同浓度的DON溶液滴到aptamer/TiO2/3DNGH/ITO工作电极上,并在室温下孵育一段时间;
(2)将步骤(1)处理过的工作电极放入含有的PBS的电解池中,氙灯光源同时垂直照射双功能的ITO上,以普鲁士蓝颜色变化作为输出信号;将普鲁士蓝灰度值的变化与DON浓度做标准曲线;
(3)将未知浓度的DON溶液采用如上方法收集信号,并代入标准曲线中,得出DON溶液的浓度。
10.如权利要求9所述的用途,其特征在于,
步骤(1)中,DON浓度为1~250ng/mL,具体为1,10,50,100,150和250ng/mL,滴加量为10~30μL;
步骤(2)中,PBS量为30~50mL;氙灯光源的强度为25%~100%。