基于g-C3N4-TiO2NTs的光電生物傳感器應用研究.pdf

1、光電化學(PEC)檢測方法是最近幾年的興起的一種新的電化學傳感檢測方法，它基于在光照條件下被分析物的氧化或者還原，電子在待分析物和光電極表面產生電荷傳遞從而產生較強的檢測信號。由于激發(fā)光源和檢測信號完全分離，在PEC檢測過程中背景信號被極大的削弱，所以PEC傳感器具有靈敏度高，設備簡單、響應速度快等優(yōu)點。本文以g-C3N4敏化的TiO2 NTs為基礎制備建立了兩種光電化學生物分析方法，主要研究內容包括：
　?、呕趃-C3N4/T

2、iO2 NTs雙通道光電化學傳感器檢測抗壞血酸和堿性磷酸酶的活性。構建了一種簡單的光電化學雙通道檢測方法，能夠有效的提高光電化學傳感器的穩(wěn)定性和可靠性。其工作的原理是基于測量池和參比池之間的信號差分測量,相比目前的光電化學單通道的檢測方法,雙通道差分測量模式的優(yōu)點在于可以消除由激發(fā)光源強度的波動引起的誤差，從而獲得更高的信噪比和更高的檢測靈敏度。此外，差分測量技術減小了基體效應對測量引起的誤差。本章構建了基于g-C3N4/TiO2納米管

3、復合膜的PEC傳感器，它對抗壞血酸有靈敏的光電流響應,檢測限為0.3 nM，線性范圍為1 nM-10μM?；趬A性磷酸酶催化底物抗壞血酸磷酸酯水解反應產生抗壞血酸，該傳感器可以用于ALP的活性測定,檢測限為0.1 mU/L,線性范圍為0.3 mU/mL-1U/mL，并應用于血液樣品中抗壞血酸濃度和堿性磷酸酶活度測定。
　　⑵基于金屬有機框架催化的TiO2 NTs光敏電極檢測過氧化氫。構建了兩種金屬有機框架Cu3(BTC)2和ZIF

4、-8修飾的TiO2 NTs光敏電極，比較了兩種不同MOFs修飾后的電極對抗壞血酸和H2O2的響應，研究了Cu3(BTC)2對過氧化氫發(fā)生氧化還原反應過程中電子轉移的催化作用。與C3N4/CNT/TNTs光敏電極相比,當電極表面修飾ZIF-8后,對抗壞血酸的響應靈敏度明顯的降低，而對H2O2的響應靈敏度影響不大，這是由于抗壞血酸的分子尺寸較大，大部分抗壞血酸分子被ZIF-8膜層的分子篩阻擋在光敏電極的外部，阻礙了光生空穴對抗壞血酸的氧化。

5、而H2O2的分子尺寸較小，ZIF-8膜層對H2O2的阻擋作用較小，因此大部分H2O2分子能夠透過ZIF-8達到ZIF-8/C3N4/CNT/TNTs光敏電極的表面而被電極表面的光生空穴氧化，因此表現(xiàn)出差異性影響，有利于提高檢測H2O2的選擇性。而Cu3(BTC)2除具有分子篩效應外，還對H2O2的氧化還原反應有催化作用,在堿性條件下Cu3(BTC)2能夠催化H2O2加速其電子轉移，因此在Cu3(BTC)2/C3N4/CNT/TNTs光敏