本發(fā)明涉及生物傳感器，尤其涉及一種用于檢測增塑劑dehp的光電化學(xué)生物傳感器的制備方法及利用該制備方法制備得到的生物傳感器和該生物傳感器在檢測土壤中dehp中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(dehp)是一種有機化合物，常作為聚氯乙烯等塑料制品的增塑劑，可增加塑料的彈性和韌性，被廣泛應(yīng)用于塑料工業(yè)。土壤中的dehp主要來源于農(nóng)膜覆蓋、農(nóng)藥、污水灌溉、噴涂涂料和垃圾的不完全燃燒等。dehp進入土壤后不易降解且難以去除，不僅會破壞土壤生態(tài)系統(tǒng)，也會破壞植物光合系統(tǒng)，同時土壤中的dehp會通過植物根部吸收進入農(nóng)作物體內(nèi)，進一步通過食物鏈在人體組織中富集，影響人體激素的合成和代謝，造成內(nèi)分泌系統(tǒng)紊亂，增加致癌和致瘤的病發(fā)率。此外dehp還對人體肝臟、血液等系統(tǒng)有損傷。dehp污染已經(jīng)嚴(yán)重影響了土壤質(zhì)量、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)及人體健康。因此，建立一種快速、靈敏、高選擇性的檢測dehp的方法是具有重要意義的。

2、目前，dehp的檢測方法主要有色譜法、光譜法和電化學(xué)法等。其中色譜分析法中的氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(gc-ms)、高效液相色譜-質(zhì)譜法(hplc-ms)作為dehp的國標(biāo)檢測方法，具有精準(zhǔn)、可靠的優(yōu)點，但儀器昂貴、操作復(fù)雜。新近發(fā)展的熒光法、比色法、表面增強拉曼光譜法等檢測方法的靈敏度和選擇性有待進一步提高。電化學(xué)法是依賴電極界面電化學(xué)活性物質(zhì)的電位、電流或電阻等信號與目標(biāo)物濃度之間的關(guān)系，實現(xiàn)對目標(biāo)物的定量檢測。光電化學(xué)傳感技術(shù)是在電化學(xué)傳感技術(shù)上發(fā)展起來的一種新興的傳感方法，光電化學(xué)傳感技術(shù)是通過目標(biāo)物的存在引起界面光電轉(zhuǎn)換信號的變化，來實現(xiàn)定量分析。同時，作為傳統(tǒng)電化學(xué)生物分析的新興一代，光電化學(xué)傳感技術(shù)自然繼承了電化學(xué)成本低、設(shè)備簡單等優(yōu)點。此外，由于激發(fā)和檢測信號完全分離，能夠消除背景干擾，因此光電化學(xué)檢測具有更高的選擇性和靈敏度，能夠準(zhǔn)確檢測dehp這一目標(biāo)物。光電化學(xué)傳感技術(shù)的重點及難點在于設(shè)計制備高性能的光活性材料。隨著光電化學(xué)的發(fā)展，越來越多的光活性材料被開發(fā)出來，其中由于zno具有高載流子濃度、良好的生物相容性，被廣泛用于構(gòu)建光電化學(xué)生物傳感器。但是zno作為光電化學(xué)傳感器的基底材料存在一些不足，如光吸收能力弱、載流子易復(fù)合等，導(dǎo)致其選擇性和靈敏度低下。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，為解決現(xiàn)有的光電化學(xué)檢測中的光活性材料吸收能力弱、載流子易復(fù)合等缺陷導(dǎo)致的選擇性和靈敏度低下的技術(shù)問題，一方面，本發(fā)明提供了一種用于檢測增塑劑dehp的光電化學(xué)生物傳感器的制備方法，其通過引入導(dǎo)電性好、電子遷移率高的碳基材料n-graphene來提高zno的光電活性，n-graphene的引入不僅提高了zno的光利用率，還基于n-graphene/zno納米復(fù)合材料能夠強化光電化學(xué)傳感界面，引入具有選擇性識別的apt，π-π堆疊作用將適配體(apt)固定在傳感界面，能夠?qū)崿F(xiàn)dehp的高選擇性、快速以及靈敏檢測。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

3、一種用于檢測增塑劑dehp的光電化學(xué)生物傳感器的制備方法，包括如下步驟：

4、步驟(1)、將n-graphene/zno納米復(fù)合材料懸浮液滴加到fto電極表面，干燥后獲得n-graphene/zno納米復(fù)合材料修飾的電極；

5、步驟(2)、將apt通過與n-graphene的π-π堆疊作用固定在n-graphene/zno納米復(fù)合材料修飾的電極表面；

6、步驟(3)、除去n-graphene/zno納米復(fù)合材料修飾的電極表面未結(jié)合的apt，得到光電化學(xué)生物傳感器。

7、優(yōu)選地，步驟(1)中，n-graphene/zno納米復(fù)合材料懸浮液的制備方法包括如下步驟：

8、步驟(1-1)、將n-graphene加入到zn(no3)·6h2o和六次甲基四胺的混合溶液中，進行水熱反應(yīng)，將反應(yīng)得到的沉淀進行清洗并干燥，得到n-graphene/zno納米復(fù)合材料；

9、步驟(1-2)、將步驟(1-1)得到的n-graphene/zno納米復(fù)合材料超聲分散在超純水里，獲得n-graphene/zno的懸浮液。

10、優(yōu)選地，步驟(1-1)具體為：

11、首先，配置130～170ml含有40～60mmol/l的zn(no3)·6h2o和40～60mmol/l六次甲基四胺的水溶液；

12、然后，加入5～30mg的n-graphene進行攪拌得到混合溶液；

13、最后，將混合溶液進行水熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度為100～120℃，反應(yīng)時間為4～6h，冷卻至室溫，將反應(yīng)所得的沉淀進行清洗并干燥，得到n-graphene/zno納米復(fù)合材料。

14、優(yōu)選地，步驟(1)中，fto電極為經(jīng)過預(yù)處理的fto電極；fto電極的預(yù)處理方法如下：

15、將fto電極置于乙醇和超純水中超聲清洗，然后置于naoh溶液中煮沸，再用乙醇和超純水超聲清洗，完成fto電極的預(yù)處理。

16、優(yōu)選地，步驟(1)中，煮沸時間為30min，超聲清洗時間為15min，naoh濃度為0.33mol/l。

17、優(yōu)選地，步驟(1)中，懸浮液的濃度為2.0～4.0mg/ml，滴加的體積為20～40μl，fto電極的修飾面積為0.28cm2。

18、優(yōu)選地，步驟(2)中，具體固定方式為：

19、在4℃下孵育12h，滴加的apt體積為20μl，apt的濃度為2.0～4.0μmol/l。

20、另一方面，本發(fā)明還提供了一種用于檢測增塑劑dehp的光電化學(xué)生物傳感器，根據(jù)上述用于檢測增塑劑dehp的光電化學(xué)生物傳感器的制備方法制備得到。

21、再一方面，本發(fā)明還提供了上述用于檢測增塑劑dehp的光電化學(xué)生物傳感器在檢測土壤中dehp中的應(yīng)用。

22、優(yōu)選地，檢測土壤中dehp的方法包括如下步驟：

23、將所制備的光電化學(xué)生物傳感器分別用于不同濃度的dehp檢測，檢測溶液為pbs緩沖溶液；

24、以氙燈作為激發(fā)光源，電化學(xué)工作站作為檢測裝置，采用三電極體系，apt/n-graphene/zno/fto作為工作電極，建立dehp濃度對數(shù)與光電化學(xué)信號對應(yīng)關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

25、采用標(biāo)準(zhǔn)添加法對土壤中的dehp進行檢測，評估構(gòu)建光電化學(xué)生物傳感器用于實際樣品的可行性。

26、本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的有益效果：

27、為了解決上述問題，提高zno納米材料的光電轉(zhuǎn)換效率，將zno與碳基材料復(fù)合成為一種解決方法。碳基材料與半導(dǎo)體材料復(fù)合后主要是通過提高吸收強度和降低反射率來實現(xiàn)光吸收能力的提升，光電性能提升的主要原因是：(1)zno與碳基材料之間存在肖特基勢壘，促進電子-空穴分離；(2)加速電子的轉(zhuǎn)移，降低電子-空穴對的復(fù)合等。

28、在本發(fā)明中，通過引入導(dǎo)電性好、電子遷移率高的碳基材料n-graphene來提高zno的光電活性，n-graphene的引入不僅提高了zno的光利用率，還基于n-graphene/zno納米復(fù)合材料能夠強化光電化學(xué)傳感界面，引入具有選擇性識別的apt，π-π堆疊作用將適配體(apt)固定在傳感界面，能夠?qū)崿F(xiàn)dehp的高選擇性、快速以及靈敏檢測。

29、本發(fā)明的光電化學(xué)生物傳感器操作簡單、靈敏度高、選擇性好。能夠成功用于土壤中dehp的快速靈敏檢測。