基于p-n异质结CuO/TiO₂复合物高效的载流子分离能力构建超灵敏AFP光电化学分析

摘要

将TiO₂纳米粒子与Cu（pta） MOFs复合,通过高温煅烧策略制得CuO/TiO₂复合物.在最优实验条件下,基于复合物对可见光更强的吸收利用效率,CuO/TiO₂修饰的ITO电极展现出显著的光电化学（PEC）响应信号,其光电流值（59.4μA）分别是单组分TiO₂和CuO粒子的15.5和7.4倍.线性扫描伏安法（LSV）测试结果证实CuO/TiO₂/ITO电极比CuO和TiO₂材料具有更大的LSV响应强度.这可归因于获得的薄片层状CuO粒子及其兼有的多孔隙特征促进了光的多重散射/反射效应,同时CuO/TiO₂复合材料具有的典型p-n异质结构（能级带隙匹配）大幅促进了光生电荷载流子（e^-/h⁺）的分离与转移.选用戊二醛（GA）作为交联手臂分子，通过温和的醛胺反应将壳聚糖（CS）和anti-AFP抗体组装于CuO/TiO₂/ITO电极表面,再用牛血清蛋白（BSA）封闭活性位点,构建出PEC传感平台（BSA/anti-AFP/GA-CS/CuO/TiO₂/ITO），实现了对不同浓度甲胎蛋白（AFP）的高灵敏检测(检出限达到2.63×10^-4 ng/mL).制备的传感电极同时展示出良好的稳定性和选择性.

关键词

薄片层CuO粒子 / CuO/TiO₂复合物 / p-n异质结 / 光电化学传感器 / AFP检测