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申请/专利权人:湖北大学
摘要:本发明公开了一种汞离子检测方法。所述检测方法主要包括巯基碳点的制备、石墨烯晶体管传感器的制备、巯基碳点修饰石墨烯晶体管传感器以及利用该传感器检测汞离子等。本发明通过半胱胺将巯基碳点修饰到石墨烯晶体管传感器的栅极,利用巯基碳点中巯基官能团与汞离子之间的特异性螯合作用,使其在栅极表面形成稳定的汞离子‑巯基官能团‑碳点结构,进而改变传感器原有的双电层结构,使其石墨烯沟道电流发生变化,达到检测汞离子的目的。通过构建巯基碳点功能化的石墨烯晶体管传感器检测平台,不仅实现了对汞离子的特异性无标记检测,而且实现了汞离子的痕量检测,其最低检测限达到10‑17M,线性检测范围10‑16M‑10‑8M,检测时间最短在1min以内,操作电压低于1V。相对现有技术(荧光,比色技术等),本发明所提供的检测方法操作简便、成本低、检测灵敏、准确度高,且可实现在实际环境水样中汞离子的检测。同时,本发明在食品安全检测、生物健康检测方面具有极大的应用前景。
主权项:1.一种汞离子检测方法,其特征如下:1)巯基碳点的合成:将柠檬酸与2,3-二巯基丁二酸按一定比例,溶解在一定量的去离子水中,利用水热法,在合适的温度、时间条件下合成巯基碳点;2)石墨烯晶体管的制备:所述石墨烯晶体管由衬底、栅极、源极、漏极、石墨烯沟道以及组成,晶体管的源极与漏极之间存在石墨烯沟道,将单层石墨烯平铺附着在晶体管源极与漏极沟道之上,得到石墨烯晶体管;3)巯基碳点修饰石墨烯晶体管:将半胱胺修饰到栅极表面,使其与金栅极之间形成稳定的结构;再将巯基碳点与半胱胺通过共价连接修饰到传感器的栅极表面,构建一种巯基碳点功能化的石墨烯晶体管传感器;4)检测步骤:首先,将巯基碳点修饰的石墨烯晶体管传感器与聚二甲基硅氧烷容器组合,各电极连接数据源表,将系列浓度的汞离子标准溶液依次加入传感器检测区,待巯基碳点与汞离子特异性螯合后,记录电流强度ID变化,将加入汞离子前、后的电流强度的差值作为汞离子浓度的电流强度并对应标准溶液汞离子的浓度,建立电流强度变化值|ΔID|与汞离子浓度Log[Hg2+]之间的标准曲线;其次,将待测样品加入检测区,重复上述步骤获得其电流强度,经与标准曲线对比后得到待测样品的汞离子浓度;5)该传感器对汞离子的检测性能:最低检测限为10-17M;线性检测范围10-16M-10-8M;检测时间在1min以内完成;操作电压低于1V;所述碳点由柠檬酸、2,3-二巯基丁二酸与去离子水制备,其中柠檬酸、2,3-二巯基丁二酸的质量比为10:5-8;柠檬酸的质量和水的体积比为1g:20-30mL,水热温度为170-200℃;所述石墨烯晶体管,石墨烯沟道的宽度为0.2-0.3mm,石墨烯沟道的长度为4-8mm;石墨烯沟道为单层石墨烯;栅极、源极和漏极独立地包括铬层和金层,铬层位于衬底和金层之间;铬层的厚度为6-12nm,金层的厚度为40-90nm;所述修饰栅极表面半胱胺的浓度为3-7mgmL,修饰温度为0-8℃,修饰时间为10-13h,修饰环境为黑暗;所述碳点的浓度为20-40mgmL,修饰温度为20-30℃,修饰时间为3-5h。
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