本发明属于光电化学检测领域，特别涉及一种基于d-tacofs膜和cu2o@cu2s的双模式生物传感器。
背景技术：
1、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、汞离子(hg2+)是自然存在于环境中的最危险的重金属污染物之一。汞污染广泛存在于大气、土壤和水体等不同的生态系统中。此外，hg2+可以与蛋白质和酶中的硫醇基团结合，即使接触低浓度的汞也会对人体健康造成一系列不利影响，包括神经损伤、肾衰竭、脑损伤和消化损伤。这些由hg2+引起的健康和环境问题对人类产生了严重影响。因此，开发一种高效、灵敏的水环境中微量hg2+监测技术对于保护环境和人类健康是非常必要的。
3、传统的hg2+直接检测方法往往需要昂贵的设备，如原子吸收光谱法(aas)、原子发射光谱法(aes)、原子荧光光谱法(afs)、电感耦合等离子体质谱法(icp)等。虽然这些技术具有极低的检测限，但仍存在仪器昂贵、操作复杂、检测成本高等缺点。光电化学(pec)分析方法以其装置简单、操作方便、稳定性好、灵敏度高、背景信号低等优点在分析领域受到广泛关注。同时，电化学(ec)分析由于其灵敏度高、设备简单、响应快而具有竞争力。虽然这两种检测方法都有其独特的优点和特点，但都受到了单信号读出的限制，容易产生假阳性信号，从而降低检测的准确性。
4、自从发现胸腺嘧啶-胸腺嘧啶(t-t)错配以来，hg2+可以被有效捕获形成t-hg2+-t碱基对，并被证明比a-t碱基对更稳定。此外，hg2+对t-t错配的稳定作用已被证明超过其他金属离子，并且似乎具有高度特异性。然而，环境水样中的hg2+仅以微量存在，可通过信号放大策略来进一步提高检测灵敏度。目前，dna扩增技术包括杂交链反应(hcr)、聚合酶链反应(pcr)、滚环扩增(rca)等。与其他两种方法相比，hcr作为一种无酶的等温信号放大技术引起了人们的极大兴趣。近年来，hcr以其新颖的线性和非线性形式被广泛用于设计各种生物传感器，以检测多样的目标物。t-t错配和hcr在生物传感器领域中的潜在应用，为提高检测特异性和灵敏度提供了有力手段。
5、光活性材料在光电化学生物传感器中扮演着关键角色。共价有机骨架(cofs)因其富含π电子轨道的共轭结构而被视为高效的光活性材料。此外，cofs通常具有大的比表面积和丰富的孔隙结构，这有助于提高电子传输的表面反应活性，促进电荷的分离与传递。目前，滴涂法是制备电极的一种常见方法。然而，由于光活性物质与电极之间的相互作用较弱，可能导致光活性物质脱落，从而引发光电化学(pec)信号的不稳定性和不可重复性。相比之下，原位生长方法被认为是解决材料脱落问题的较优选择。另一方面，以一价铜的硫化物和氧化物为代表的化合物，作为p-型半导体材料，被广泛应用于异质结的构建。这类材料不仅表现出良好的电子传输性质，而且具备卓越的类过氧化氢酶活性，能够高效催化h2o2的分解产生o2(电子受体)。此外，这类材料还具有优异的氧化还原对和强烈的差分脉冲伏安(dpv)信号。这些独特的结构和性质使其成为一类令人青睐的电化学传感材料。但目前尚未开发出高效、灵敏的水环境中微量hg2+监测用双模式传感器。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本发明提供一种基于d-ta cofs膜和cu2o@cu2s的双模式生物传感器。本发明集成pec分析方法和ec分析方法的双模式传感器，既可以互补优势，又可以避免假阳性的出现。
2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、本发明的第一个方面，提供了一种基于d-tacofs膜和cu2o@cu2s的双模式生物传感器，包括：
4、将cu2o@cu2s核壳纳米材料进行羧基化改性，得到cu2o@cu2s-cooh；
5、采用1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺活化cu2o@cu2s-cooh，然后加入h2/h3和n-羟基丁二酰亚胺，进行反应，反应完成后，离心去除未连接的dna；将沉淀再分散到水中，得到cu2o@cu2s-h2和cu2o@cu2s-h3信号探针；
6、以三(4-氨基苯基)胺和2,6-二羟基萘-1,5-二乙醛为单体，采用原位生长的方式，在ito电极表面修饰d-ta cofs膜，得到第一修饰电极；
7、在所述第一修饰电极表面负载au层，得到第二修饰电极；
8、将h1通过au-s键固定在所述第二修饰电极上，再加入mch阻断非特异性位点，得到第三修饰电极；
9、在第三修饰电极上加入s1和不同浓度的hg2+，利用hg2+的存在诱导s1通过hg2+介导的t-hg2+-t络合物与h1杂交，得到第四修饰电极；
10、将cu2o@cu2s-h2和cu2o@cu2s-h3信号探针的混合物滴在所述第四修饰电极上，孵育，得到双模式生物传感器。
11、在一些实施方式中，所述cu2o@cu2s核壳纳米材料的制备方法为：以柠檬酸盐为螯合剂，采用水基湿化学还原法制备cu2o纳米立方；以cu2o纳米立方为模板，硫化后得到cu2o@cu2s核壳材料。
12、在一些实施方式中，所述cu2o@cu2s-cooh与h2、h3的体积比为1：4-5：4-5；
13、在一些实施方式中，所述cu2o@cu2s-cooh的浓度为2-3mg/ml。
14、在一些实施方式中，所述三(4-氨基苯基)胺和2,6-二羟基萘-1,5-二乙醛的质量比为1：1-1.1。
15、在一些实施方式中，所述s1与hg2+的体积比为1：1-1.1。
16、在一些实施方式中，所述cu2o@cu2s-h2和cu2o@cu2s-h3信号探针的混合物中，cu2o@cu2s-h2信号探针和cu2o@cu2s-h3信号探针的摩尔比为1：1-1.1。
17、在一些实施方式中，每一步修饰电极后，用超纯水清洗修饰电极，去除非特异性吸附的物质。
18、本发明的第二个方面，提供了上述的方法制备的基于d-ta cofs膜和cu2o@cu2s的双模式生物传感器。
19、本发明的第三个方面，提供了上述双模式生物传感器在水环境中微量hg2+监测中的应用。
20、在一些实施方式中，hg2+的浓度为10fm-100nm。
21、本发明的有益效果
22、(1)本发明以三(4-氨基苯基)胺(tapa)和2,6-二羟基萘-1,5-二乙醛(dhnda)为单体，通过原位生长的方式，在ito表面制备了具有优异光电化学信号的2d超薄共价有机框架膜(d-ta cofs膜)，以提供原始的光电流响应。以柠檬酸盐为螯合剂，采用简单的水基湿化学还原法制备了cu2o纳米立方。以cu2o纳米立方为模板，硫化后得到cu2o@cu2s核壳材料。合成的p-型半导体材料(cu2o@cu2s)，不仅具有类过氧化氢酶性能，而且具有优异的cu2+/cu+氧化还原对。我们利用t-hg2+-t复合物反应和杂交链反应，使大量cu2o@cu2s探针连接到生物传感器上。一方面，作为p-型半导体的cu2o@cu2s与底层的d-ta cofs膜形成异质结，有效地放大了光电流信号。同时，cu2o@cu2s具有类过氧化氢酶性能，分解h2o2产生的o2与d-ta cofs膜产生响应，光电流信号进一步得到放大。另一方面，连接的cu2o@cu2s中具有优异的cu2+/cu+氧化还原对，呈现出令人满意的dpv信号。该双模式生物传感器平台的构建可实现复杂环境水样中hg2+的超灵敏检测，为水环境中重金属离子的监测提供新的思路。
23、(2)本发明制备方法简单、实用性强，易于推广。
1.一种基于d-ta cofs膜和cu2o@cu2s的双模式生物传感器，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于d-ta cofs膜和cu2o@cu2s的双模式生物传感器，其特征在于，所述cu2o@cu2s核壳纳米材料的制备方法为：以柠檬酸盐为螯合剂，采用水基湿化学还原法制备cu2o纳米立方；以cu2o纳米立方为模板，硫化后得到cu2o@cu2s核壳材料。
3.如权利要求1所述的基于d-ta cofs膜和cu2o@cu2s的双模式生物传感器，其特征在于，所述cu2o@cu2s-cooh与h2、h3的体积比为1：4-5：4-5；
4.如权利要求1所述的基于d-ta cofs膜和cu2o@cu2s的双模式生物传感器，其特征在于，所述三(4-氨基苯基)胺和2,6-二羟基萘-1,5-二乙醛的质量比为1：1-1.1。
5.如权利要求1所述的基于d-ta cofs膜和cu2o@cu2s的双模式生物传感器，其特征在于，所述s1与hg2+的体积比为1：1-1.1。
6.如权利要求1所述的基于d-ta cofs膜和cu2o@cu2s的双模式生物传感器，其特征在于，所述cu2o@cu2s-h2和cu2o@cu2s-h3信号探针的混合物中，cu2o@cu2s-h2信号探针和cu2o@cu2s-h3信号探针的摩尔比为1：1-1.1。
7.如权利要求1所述的基于d-ta cofs膜和cu2o@cu2s的双模式生物传感器，其特征在于，每一步修饰电极后，用超纯水清洗修饰电极，去除非特异性吸附的物质。
8.权利要求1-7任一项所述的方法制备的基于d-ta cofs膜和cu2o@cu2s的双模式生物传感器。
9.权利要求8所述双模式生物传感器在水环境中微量hg2+监测中的应用。
10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，hg2+的浓度为10fm-100nm。
