Construction of an Ultrasensitive AFP Photoelectrochemical Analysis Based on the Efficient Carrier Separation Capability of p-n Heterojunction CuO/TiO2 Complexes

doi:10.7503/cjcu20240183

Abstract

Abstract:

The p-n type composite materials are considered valuable materials to improve their photoelectrochemical（PEC） performance. In this paper， TiO₂ nanoparticles were composited with Cu（pta） MOFs， and the CuO/TiO₂ complex materials were prepared by the high-temperature calcination strategy. Under the optimal experimental conditions， based on the stronger absorption and utilization efficiency of visible light by the complexes， the CuO/TiO₂-modified ITO electrodes exhibited significant enhancement of the PEC response signal， with the photocurrent value（59.4 µA） 15.5 and 7.4 times higher than that of single-component TiO₂， and CuO particles， respectively. Linear scanning voltammetry（LSV） result confirmed that the CuO/TiO₂/ITO electrode had a greater LSV response intensity than the CuO and TiO₂ materials. It was attributed to the obtained lamellar layered CuO particles with porous features promoting the multiple scattering/reflection effect of light， while the typical p-n heterostructure （energy level band gap matching） of CuO/TiO₂ composites substantially facilitated the separation and transfer of photo-generated charge carriers（e^-/h⁺）. GA was chosen as the crosslinking arm molecule to assemble CS and anti-AFP on the surface of CuO/TiO₂/ITO electrodes through a simple aldolamine reaction， and then the active sites were closed with BSA， for which to construct a PEC sensing platform（BSA/anti-AFP/GA-CS/CuO/TiO₂/ITO） and had achieved the high sensitivity detection of different concentrations of α-fetoprotein AFP（the detection limit reached to 2.63×10^-4 ng/mL）. This prepared sensing electrode demonstrated both good stability and satisfactory selectivity.

Key words: Thin-layered CuO particles, CuO/TiO₂composite, p-n Heterojunction, Photoelectrochemical sensor, AFP detection

CLC Number:

O657

TrendMD:

ZHENG Delun, ZHANG Ruilong. Construction of an Ultrasensitive AFP Photoelectrochemical Analysis Based on the Efficient Carrier Separation Capability of p-n Heterojunction CuO/TiO₂ Complexes[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2024, 45(8): 20240183.

Figures/Tables 5

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