本發明公開了一種基于自供電光電分析可視化檢測赭曲霉毒素A的方法。將TiO₂/Ti₃C₂Mxene材料作為光陽極，電沉積的普魯士藍作為光陰極。赭曲霉毒素A的引入與其適配體特異性結合，使由適配體封閉的負載葡萄糖的介孔二氧化硅系統釋放出葡萄糖。在光的激發下，葡萄糖在TiO₂/Ti₃C₂ Mxene/光陽極氧化，電子從陽極傳遞到陰極，電沉積的普魯士藍/光陰極變為普魯士白，從而實現了一種基于自供電光電傳感可視化檢測赭曲霉毒素A的方法。本發明涉及的光電陰極和陽極制備工藝簡單，從環境中收集能量的能力，并且在分析物的化學傳感過程中不需要外部電力供應，提供了一種自供電、可視化且性能穩定的新方法。

技術領域

本發明屬于半導體納米材料和生物分析技術領域，具體涉及一種基于自供電光電分析可視化檢測赭曲霉毒素A的方法。

背景技術

食品安全是關系到國計民生和人們健康的重大問題。真菌毒素防控現已成為中國農產品質量安全監管的“重中之重”赭曲霉毒素A（Ochratoxin A，簡稱OTA）是真菌毒素的一種，其毒性大，嚴重危害人類健康，對農作物污染最廣泛。在目前所發現的真菌毒素里，OTA的危害性僅次于黃曲霉毒素，它具有極強的腎毒性、肝毒性、細胞毒性、免疫毒性，并具有潛在的致癌性，已在1993年被國際癌癥研究機構定為IIB類致癌物質。

目前，赭曲霉毒素的檢測方法主要有儀器分析法、化學分析法以及免疫學分析法。儀器分析法（如薄層色譜法、高效液相法等）是毒素檢測常用的方法，該方法具有較高的準確性和靈敏度、易于自化操作，但需要復雜的前處理過程和昂貴的儀器，而且操作人員的技能要求較高，無法實現快速、便捷檢測的目的。隨著可再生能源轉化技術的興起，將電化學能量轉化與生物催化相結合的生物燃料電池有利于開發用戶友好、高性能的一體化光電化學檢測設備。因此，構建清潔高效的能量轉換系統，其顯著優勢在于作為一種自供電的傳感系統，在目標物的檢測分析過程中不需要外置電源。可以預見，設計新型的自供電光電化學傳感器不僅能夠擺脫外置電源的依賴，“瘦身”傳感裝置，有利于建立智能化、裝置一體化的光電化學傳感新模式。

發明內容

基于以上背景，本發明的目的在于提供一種基于自供電光電分析可視化檢測赭曲霉毒素A的方法。其技術原理是先通過構建TiO₂/Ti₃C₂Mxene/FTO光陽極和普魯士藍/FTO光陰極雙電極體系，由適配體封閉的負載葡萄糖的介孔二氧化硅溶液作為電解液。赭曲霉毒素A的引入與其適配體特異性結合，釋放出葡萄糖。當光照射在光陽極時，TiO2/Ti3C2Mxene產生電荷躍遷，葡萄糖被氧化，電子從陽極傳遞到陰極，使陰極的普魯士藍變為普魯士白。檢測電池功率密度與電位的關系以及觀察普魯士藍電極的顏色變化，實現赭曲霉毒素A的可視化檢測。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種基于自供電可視化檢測赭曲霉毒素A光電分析方法，包括如下步驟：

（1）制備Ti₃C₂ MXene@TiO₂/FTO光陽極；

（2）制備普魯士藍修飾的光陰極；

（3）制備介孔二氧化硅；

（4）用赭曲霉毒素A的核酸適配體將葡萄糖封閉在介孔二氧化硅納米顆粒中，獲得封閉葡萄糖的介孔二氧化硅納米顆粒溶液；

（5）將Ti₃C₂ MXene@TiO₂/FTO光陽極和普魯士藍修飾的光陰極構建成雙電極體系，將封閉葡萄糖的介孔二氧化硅納米顆粒溶液作為檢測液，在檢測液中加入赭曲霉毒素A，釋放被封閉的葡萄糖，測試光照下電池陽極的功率密度與電位的關系。

上述的方法中步驟（1）所述制備Ti₃C₂ MXene@TiO₂/FTO光陽極，包括以下步驟：