本发明属于光电化学检测，特别涉及一种光电化学的自供能传感器的制备方法以及在微囊藻毒素-rr检测中的应用。
背景技术：
1、微囊藻毒素是在淡水中发现的最广泛的蓝藻毒素之一，它们最早是从铜绿微囊藻蓝藻中分离出来的。微囊藻毒素是由7个氨基酸组成的环状肽，其特征是存在一种特殊的adda氨基酸，这是蓝藻的一个特殊特征。最常见的同源物是微囊藻毒素-lr、微囊藻毒素-rr和微囊藻毒素-yr，这是由于在第2和第4位的亮氨酸(l)、精氨酸(r)或酪氨酸(y)的存在(字母是用来识别在蛋白质中发现的氨基酸的偏差)。其中微囊藻毒素-rr毒性强，含量高，产生的危害可能比其他变体更大。
2、目前，检测微囊藻毒素的方法有许多种，例如：酶联免疫吸附试验(elisa)，高效液相色谱法(hplc)，蛋白磷酸酶抑制试验(ppia)，液相色谱法-质谱法(lc-ms)和高性能毛细管电泳(hpce)。这些方法或存在技术要求高、耗费时间、仪器设备昂贵，或检测灵敏度低等缺点。所以，寻找一种高效便利的分析方法检测环境中微囊藻毒素的含量具有十分重要的意义。
3、自供能光电化学（pec）传感器因其构建简单、体积小、响应速度快、成本低的优点而受到广泛关注。通常自供能传感器由光阳极和阴极组成，光阳极在光照条件下，半导体材料产生电子和空穴，电子可以通过外部电路转移到阴极，在阴极发生还原反应。
4、agin5s8具有吸收系数高、生物相容性好、层状结构和高稳定性等优点，但其载流子迁移率差，光生电子-空穴对的重组速度快，电荷转移效率仍然较低。hof的多孔结构可以促进光生电子的产生和传输，还可以确保光电传感器中光电信号的有效输出。本发明基于py-hof/agin5s8纳米材料构建了一种光电化学自供能传感器，用于检测微囊藻毒素-rr。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供了一种光电化学自供能传感器的制备方法以及在检测微囊藻毒素-rr中的应用，具体地，是以py-hof/agin5s8纳米材料为光阳极电极，pt为阴极，构建自供能传感器来检测环境中的微囊藻毒素-rr，相较于agin5s8单体，引入hof，构建异质结，可以加速电荷转移从而有效地促进了电子和空穴的分离，并增强了光电转换效率。
2、本发明解决其技术问题所采用的方案是：
3、一种光电化学自供能传感器，以py-hof/agin5s8纳米材料为光阳极电极，pt为阴极，构建光电化学自供能传感器。
4、一种检测微囊藻毒素的光电化学的自供能传感器的制备方法，包括以下步骤：
5、（1）、光电阳极的制备
6、ito电极分别在丙酮、乙醇和去离子水中超声清洗30 min。先将py-hof分散液涂覆在 ito表面，烘干，然后再将agin5s8分散液涂覆在ito表面，烘干，表示为py-hof /agin5s8/ito光阳极。
7、其中，agin5s8分散液的浓度为6 mg/ml；agin5s8分散液的滴涂量为20 μl。py-hof分散液的浓度为2mg/ml；py-hof分散液的滴涂量为20 μl。
8、其中，agin5s8纳米材料的制备：将agno3溶解在无水乙醇中，然后加入in(no3)3⋅4h2o，形成均质溶液记为溶液a；将硫代乙酰胺溶解在无水乙醇中，记为溶液b。在搅拌条件下，将溶液a和溶液b混合得混合溶液；在180℃下加热12小时，自然冷却，离心收集沉淀，洗涤、干燥，得到agin5s8纳米颗粒；其中，agno3、 in(no3)3⋅4h2o和硫代乙酰胺的摩尔比为1:5:20。
9、py-hof材料的制备：在超声条件下，将1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘溶解在n，n-二甲基甲酰胺中。在上述溶液中加入甲醇得到混合溶液，将混合溶液在室温下保存12 h，离心收集沉淀，洗涤、干燥，得到py-hof材料。
10、（2）、检测自供能适配体传感器的制备
11、将所制得的py-hof / agin5s8/ito光阳极表面滴加微囊藻毒素-rr适配体溶液，并在室温下将传感器孵育过夜。然后将pt阴极、单室石英电解池和光阳极apta/py-hof /agin5s8/ito组装在一起，以构建自供能传感器。
12、微囊藻毒素-rr适配体溶液的浓度为2μmol/l，滴加量为20 μl。
13、所述的微囊藻毒素-rr适配体核苷酸序列如下所示：
14、适配体：5' -cag ctc aga agc ttg atc cta ctg ccc ttc aat gtt cac tcctgt ttc ctg atc ttt gtc gac tcg aag tcg tgc atc tg-3'。
15、本发明还提供了上述自供能传感器在光电化学法检测微囊藻毒素-rr中的应用，将光阳极apta/ py-hof / agin5s8/ito在不同浓度的微囊藻毒素-rr溶液在室温下孵育20min，然后用超纯水冲洗电极，然后用于检测微囊藻毒素-rr。
16、具体检测方法包括以下步骤：
17、s1、配制磷酸盐（pbs）缓冲盐溶液；
18、s2、配制具有不同浓度的微囊藻毒素-rr；
19、准确称取一定量的微囊藻毒素-rr，用去离子水逐级稀释，得到一系列不同浓度的微囊藻毒素标准溶液，其浓度范围为1.0×10-15mol/l~1.0×10-9mol/l；
20、s3、标准曲线的绘制：
21、选取一系列已知浓度的微囊藻毒素-rr标准溶液滴涂于制备好的电极apta/ py-hof / agin5s8/ito上，在室温下自然晾干，得到的修饰电极标记为mc-rr/apta/ py-hof /agin5s8/ito；
22、以mc-rr/apta/ py-hof / agin5s8//ito为光电化学测试的光阳极，pt为阴极，组成光电化学自供能体系，以pbs缓冲盐溶液作为电解液，保持氙灯光源电流为20 a，光源出口与ito导电面的水平距离保持为10 cm，以两电极体系测试该回路的光电流，得到一系列微囊藻毒素-rr浓度与短路电流的对应关系，从而计算获得微囊藻毒素-rr的标准曲线，建立加入微囊藻毒素-rr后的短路电流值与微囊藻毒素-rr浓度对数的线性关系，获得对应的线性回归方程；
23、s4、实际样品检测：
24、实际样品在检测前先进行预处理，再进行ph值的调节，依据上述步骤s3中线性回归方程进行计算。
25、作为优选：步骤s3中，所提的pbs缓冲盐溶液的ph值为7.4，浓度为0.1 mol/l，修饰电极apta/ py-hof / agin5s8/ito的检测物与适配体的结合时间是5~40 min。
26、所述的传感器所检测的微囊藻毒素-rr溶液浓度的最低检测限为1.72×10-15 mol/l。
27、本发明的有益效果是：此发明与传统传感器相比具有以下优点：
28、本发明将agin5s8材料，引入py-hof，形成异质结，可以加速电荷转移从而有效地促进了电子和空穴的分离，并增强了光电转换效率。同时，适配体的引入使该传感器对微囊藻毒素具有特异性检测的效果。
29、本发明制备的自供能传感器在用于微囊藻毒素-rr检测时，表现出高稳定性，高灵敏度，宽线性范围，并且具有良好的重现性，可以实现简单、快速、高效和特异性检测。
1.一种检测微囊藻毒素的光电自供能传感器，其特征在于，以微囊藻毒素适配体结合py-hof/agin5s8纳米材料为光阳极电极，pt为阴极，构建光电化学自供能传感器。
2.根据权利要求1所述的检测微囊藻毒素的光电自供能传感器，其特征在于，py-hof/agin5s8纳米材料中，agin5s8与py-hof的质量比1~3:1。
3.根据权利要求1所述的检测微囊藻毒素的光电自供能传感器，其特征在于，微囊藻毒素适配体的核苷酸序列如下所示：5' -cag ctc aga agc ttg atc cta ctg ccc ttc aatgtt cac tcc tgt ttc ctg atc ttt gtc gac tcg aag tcg tgc atc tg-3'。
4.权利要求1-3任一项所述的检测微囊藻毒素的光电化学自供能传感器的制备方法，其特征在于，所述光阳极电极的制备方法如下：
5.根据权利要求4所述的检测微囊藻毒素的光电自供能传感器的制备方法，其特征在于，agin5s8纳米材料的制备：将agno3溶解在无水乙醇中，然后加入in(no3)3⋅4h2o，形成均质溶液记为溶液a；将硫代乙酰胺溶解在无水乙醇中，记为溶液b；在搅拌条件下，将溶液a和溶液b混合得混合溶液；在180℃下加热12小时，自然冷却，离心收集沉淀，洗涤、干燥，得到agin5s8纳米颗粒；其中，agno3、 in(no3)3⋅4h2o和硫代乙酰胺的摩尔比为1:5:20。
6.根据权利要求4所述的检测微囊藻毒素的光电自供能传感器的制备方法，其特征在于，py-hof材料的制备：在超声条件下，将1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘溶解在n，n-二甲基甲酰胺中，加入甲醇得到混合溶液，将混合溶液在室温下保存12 h，离心收集沉淀，洗涤、干燥，得到py-hof材料。
7.根据权利要求4所述的检测微囊藻毒素的光电自供能传感器的制备方法，其特征在于，agin5s8分散液的浓度为2~6mg/ml；agin5s8分散液的滴涂量为20μl；py-hof分散液的浓度为2~6mg/ml；py-hof分散液的滴涂量为20μl。
8.根据权利要求4所述的检测微囊藻毒素的光电自供能传感器的制备方法，其特征在于，mc-rr适配体溶液的浓度为2 μmol/l，修饰量为20μl。
9.权利要求1-3任一项所述的光电自供能传感器在光电化学法检测微囊藻毒素-rr中的应用，其特征在于包括以下步骤：将待测溶液滴涂于apta/py-hof/agin5s8/ito光阳极上，在室温下自然晾干，得到的修饰电极标记为mc-rr/apta/py-hof/agin5s8/ito；以mc-rr/apta/py-hof/agin5s8/ito为光电化学测试的光阳极，pt为阴极，组成光电化学自供能体系，以pbs缓冲盐溶液作为电解液，以氙灯为光源，以两电极体系测试该回路的短路电流，将加入mc-rr后的短路电流值代入标准曲线的线性回归方程。计算待测溶液中mc-rr的浓度。
10.根据权利要求9所述的光电自供能传感器在光电化学法检测微囊藻毒素-rr中的应用，其特征在于，pbs缓冲盐溶液的ph值为7.4，浓度为0.1 mol/l；修饰电极apta/py-hof/agin5s8/ito的检测物与适配体的结合时间是5~ 40 min。
