纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器及其制备方法

1.本发明涉及光电晶体管传感器技术领域，尤其涉及一种纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器及其制备方法。


背景技术：

2.痛风是一种常见的疾病，这是由于人体内的尿酸含量过高导致的，除此之外，尿酸含量过高还会导致肾脏和心血管方面的疾病，因此，对人体内的尿酸含量进行检测是很有必要的。目前，市面上尿酸传感器的种类很多，但都有不同的缺点，比如价格昂贵、便于携带等。如何快速、准确的检测人体体内的尿酸含量对人体健康监测具有重要意义。
3.现有技术中，发明专利(申请号为cn 201811162927.x)公开了一种镧系mof纺丝纤维膜作为检测尿酸传感器及制备，应用于检测人尿液中尿酸的定量检测，制备过程包括eu-pta-mof粉末的合成、共聚物pmma/pvp的合成、静电纺丝液的配制、纳米纤维膜的制备、纳米纤维膜裁剪、将裁剪好的膜插入比色皿、记录荧光光谱数据；所制备的静电纺丝纤维膜利用eu
3+
显示出多种特征性蓝色荧光，而尿酸对静电纺丝纤维膜的荧光具有猝灭效应，使其具有检测尿酸的功能。但是，该静电纺丝纤维膜仅在ph为4.5～8.0时呈现良好的荧光检测稳定性，而痛风的病人由于分泌较多的尿酸往往会出现ph值降低的现象，使得该检测尿酸传感器应用受到限制；另外，该纤维膜依靠eu
3+
的荧光效果检测尿酸，需要的检测时间长，检测效率低，且仅能进行定性检测，无法针对痛风疾病进行尿酸含量的检测。
4.有机光电化学晶体管(opect)是一种将有机电化学晶体管(oect)与光电化学(pec)相结合的新兴光电技术。该技术同时继承了oect和pec传感器的优点，具有较大的放大信号和易于小型化等优点。光电晶体管传感器在生物传感、逻辑电路和免疫传感等领域具有良好的应用前景；若能利用利用oect良好的生物相容性、检测限低和高信号放大等优点，将其与pec方法结合，对尿酸进行检测，将对解决上述问题，为痛风病人提供可靠的检测手段具有重要意义。
5.有鉴于此，有必要设计一种改进的纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器及其制备方法，以解决上述问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器及其制备方法，在导电纤维表面生长fe-mof@pani，并修饰传感物质作为晶体管的栅极；同时通过参数的控制来调控fe-mof@pani的结构，以提高传输性能，使其具有高光电响应，实现光能到电能的转换，协同传感物质实现尿酸的检测。该尿酸传感器提高对尿酸检测灵敏度的同时，可以在零栅极偏压下工作，降低干扰，以对不同浓度的尿酸显示出良好的电流响应，具有极大的市场推广价值。
7.为实现上述发明目的，本发明提供了一种纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器的制备方法，包括以下步骤：
8.s1、将导电纤维进行表面处理，放入装有混合溶液的反应釜中，控制反应温度和时间，制备fe-mof@pani复合导电纤维；所述混合溶液包括络合剂、铁盐溶液、有机溶剂、掺杂剂及苯胺单体；
9.s2、将步骤s1得到的所述fe-mof@pani复合导电纤维进行表面处理，置于尿酸氧化酶溶液中，在2～4℃下浸泡22～26h，取出后自然风干；再置于生物相容性膜溶液中浸泡3～5h，取出自然风干，作为有机光电化学晶体管尿酸传感器的栅极；两次所述自然风干的温度均为2～4℃；
10.s3、将附着半导体材料的纤维作为有机光电化学晶体管尿酸传感器的源漏极，并将其与步骤s2的所述栅极间隔一定距离平行放置，滴加凝胶电解质，即得所述纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器。
11.作为本发明的进一步改进，在步骤s1中，所述反应温度为120～200℃，时间为8～24h。
12.作为本发明的进一步改进，在步骤s1中，所述络合剂与所述苯胺单体的物质的量浓度之比为(0.5～3.0):1；所述络合剂与所述铁盐溶液的物质的量浓度之比为(1.6～2.4):1。
13.作为本发明的进一步改进，在步骤s1中，所述络合剂为2-氨基对苯二甲酸；所述铁盐溶液包括六水合三氯化铁、三氯化铁、九水合硝酸铁、硫化铁中的一种。
14.作为本发明的进一步改进，在步骤s2中，所述尿酸氧化酶的浓度为5～15mg/ml，所述生物相容性膜溶液的浓度为5％～25％。
15.作为本发明的进一步改进，在步骤s1中，所述掺杂剂包括乙酸、次氯酸、氢氟酸和碳酸中的一种；所述有机溶剂包括n,n-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基丙酰胺、二乙基甲酰胺或二乙基乙酰胺中的任意一种。
16.作为本发明的进一步改进，在步骤s1中，所述导电纤维包括碳纤维、金属纤维或用导电介质所纺织成的化学纤维中的一种；在步骤s2中，所述生物相容性膜溶液为全氟磺酸型聚合物溶液；在步骤s3中，所述附着半导体材料的纤维包括负载pedot:pss的纤维、原位聚合形成的聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩复合导电纤维中的一种。
17.作为本发明的进一步改进，在步骤s1中，所述表面处理的步骤为：将待处理的纤维依次置于去离子水、无水乙醇和丙酮溶液中，均进行超声清洗10～20min后取出，晾干后得到表面干净的纤维；在步骤s2中，所述表面处理为将fe-mof@pani复合导电纤维依次采用无水乙醇、与所述混合溶液中相同种类的有机溶剂进行清洗，以去除未反应完的杂质。
18.本发明还提供了一种纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器，由上述任一项所述的纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器的制备方法制备得到；所述纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器以纤维作为基材，通过调控栅极电压和栅极上fe-mof@pani材料及尿酸氧化酶的化学反应，导致沟道电流的改变，实现对尿酸的检测。
19.作为本发明的进一步改进，所述纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器对尿酸的浓度检测范围为1nm～10mm，检测限为1nm，检测响应时间为50s。
20.本发明的有益效果是：
21.1、本发明的一种纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器及其制备方法，通过在导电纤维表面生长fe-mof@pani，再修饰尿酸氧化酶和生物相容性膜溶液作为晶体管的栅极，
以负载半导体材料的纤维作为光电晶体管的源漏极，滴加凝胶电解质，组装得到纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器。该有机光电化学晶体尿酸传感器以纤维基材作为电极，在栅极修饰光敏材料及传感物质，光敏材料可以在光照时使得电子跃迁到电极表面，实现了对沟道电流的调控，协同传感物质实现对尿酸的检测。该尿酸传感器在提高对尿酸检测灵敏度的同时，可以在零栅极偏压下工作，不仅使得传感器的结构更加简单，还减小了背景信号，降低了干扰，以对不同浓度的尿酸显示出良好的电流响应，具有极大的市场推广价值。
22.2、本发明通过对制备fe-mof@pani复合导电纤维过程中温度和时间的调控，使得在导电纤维表面生成结构规则的光敏材料，提高了传输性能，使其具有高光电响应，实现了光能到电能的转换。另外，本发明还利用聚苯胺连接体将光敏材料与导电纤维进行锚固，提高了光敏材料与导电纤维的结合力；且fe-mof结构的存在可以促进苯胺单体在纤维表面的原位聚合，无需再进行其他手段的干预，苯胺单体的原位聚合的过程也有利于fe-mof均匀结构的生成。聚苯胺具有较好的导电性能，在纤维基材与光敏材料之间构建了导电网络，提高了导电性能，聚苯胺还可以调节fe-mof的电导率，增加其对可见光的吸收，进一步提高了其光电响应，提高了对尿酸检测的灵敏性，缩短了检测时间。
23.3、本发明通过限定制备fe-mof@pani复合导电纤维过程中络合剂、苯胺单体、铁盐溶液的比例，使得fe-mof和pani在导电纤维表面的生成量适宜，实现了两者在生成过程中的协同促进作用，使得导电纤维表面生成的fe-mof@pani结构稳定，还具有优异的生物分子亲和力，可以保护酶不受恶劣环境的影响；将复合导电纤维继续修饰尿酸氧化酶和生物相容性膜溶液后，进一步提高了传感器的选择性与灵敏度。
24.4、本发明的纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器在光照条件下，通过对电流进行实时检测，实现对尿酸的检测；并根据电流的强度反应尿酸的浓度，实现了定量检测；其对尿酸的浓度检测范围为1nm～10mm，检测限为1nm，检测响应时间为50s，克服了传统传感器响应时间长、对尿酸的浓度要求高、且只能定性检测的缺陷。该尿酸传感器使用纤维作为传感器电极的基材，将纤维优异的柔韧性与电极相结合，可应用于柔性电子领域；且制备方法简单可控，材料简单易得，所制备的纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器实现了对尿酸的特异性检测，具有良好的应用前景。
附图说明
25.图1为实施例1的纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器进行不同尿酸浓度的检测结果图。
26.图2为实施例1及对比例1～2的纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器栅极电镜图。
27.图3为实施例1和对比例1～2的纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器进行同浓度尿酸的检测结果图。
28.图4为实施例1的纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器对不同物质溶液的检测结果图。
具体实施方式
29.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对
本发明进行详细描述。
30.在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
31.另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
32.一种纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器的制备方法，包括以下步骤：
33.s1、将导电纤维进行表面处理，放入装有混合溶液的反应釜中，控制反应温度和时间，制备fe-mof@pani复合导电纤维；混合溶液包括络合剂、铁盐溶液、有机溶剂、掺杂剂及苯胺单体；
34.s2、将步骤s1得到的fe-mof@pani复合导电纤维进行表面处理，置于尿酸氧化酶溶液中，在2～4℃下浸泡22～26h，取出后自然风干；再置于生物相容性膜溶液中浸泡3～5h，取出自然风干，作为有机光电化学晶体管尿酸传感器的栅极；两次自然风干的温度均为2～4℃；
35.s3、将附着半导体材料的纤维作为有机光电化学晶体管尿酸传感器的源漏极，并将其与步骤s2的栅极间隔一定距离平行放置，滴加凝胶电解质，即得纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器。
36.特别地，该有机光电化学晶体尿酸传感器以纤维基材作为电极，在栅极修饰光敏材料及传感物质，光敏材料可以在光照时使得电子跃迁到电极表面，实现了对沟道电流的调控，协同传感物质实现对尿酸的检测。该尿酸传感器在提高对尿酸检测灵敏度的同时，可以在零栅极偏压下工作，不仅使得传感器的结构更加简单，还减小了背景信号，降低了干扰，以对不同浓度的尿酸显示出良好的电流响应，具有极大的市场推广价值。
37.具体地，在步骤s1中，反应温度为120～200℃，时间为8～24h。如此，通过对制备fe-mof@pani复合导电纤维过程中温度和时间的调控，使得在导电纤维表面生成结构规则的光敏材料，提高了传输性能，使其具有高光电响应，实现了光能到电能的转换。另外，本发明还利用聚苯胺连接体将光敏材料与导电纤维进行锚固，提高了光敏材料与导电纤维的结合力；且fe-mof(铁基金属有机骨架材料)结构的存在可以促进苯胺单体在纤维表面的原位聚合，无需再进行其他手段的干预，苯胺单体的原位聚合的过程也有利于fe-mof均匀结构的生成。聚苯胺具有较好的导电性能，在纤维基材与光敏材料之间构建了导电网络，提高了导电性能，聚苯胺还可以调节fe-mof的电导率，增加其对可见光的吸收，进一步提高了其光电响应，提高了对尿酸检测的灵敏性，缩短了检测时间。
38.络合剂与苯胺单体的物质的量浓度之比为(0.5～3.5):1；络合剂与铁盐溶液的物质的量浓度之比为(1.6～2.4):1；优选为2:1。通过限定制备fe-mof@pani复合导电纤维过程中络合剂、苯胺单体、铁盐溶液的比例，使得fe-mof和pani(聚苯胺)在导电纤维表面的生成量适宜，实现了两者在生成过程中的协同促进作用，使得导电纤维表面生成的fe-mof@pani结构稳定，还具有优异的生物分子亲和力，可以保护酶不受恶劣环境的影响；将复合导电纤维继续修饰尿酸氧化酶和生物相容性膜溶液后，进一步提高了该纤维基有机光电化学
晶体管尿酸传感器的选择性与灵敏度。
39.更具体地，在步骤s1中，络合剂为2-氨基对苯二甲酸；铁盐溶液包括六水合三氯化铁、三氯化铁、九水合硝酸铁、硫化铁中的一种。掺杂剂包括乙酸、次氯酸、氢氟酸和碳酸中的一种；有机溶剂包括n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、二甲基乙酰胺(dmac)、二甲基丙酰胺(dmp)、二乙基甲酰胺(def)或二乙基乙酰胺(deac)中的一种。
40.在步骤s2中，尿酸氧化酶的浓度为5～15mg/ml，生物相容性膜溶液的浓度为5％～25％。生物相容性膜溶液的加入，可以阻止其他离子的干扰，提高了纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器的抗干扰性和选择性。
41.在一些具体的实施方式中，在步骤s1中，导电纤维包括碳纤维、金属纤维或用导电介质所纺织成的化学纤维中的一种。
42.在一些具体的实施方式中，在步骤s2中，生物相容性膜溶液为全氟磺酸型聚合物溶液(nafion溶液)。
43.在一些具体的实施方式中，在步骤s3中，附着半导体材料的纤维包括负载pedot:pss的纤维、原位聚合形成的聚苯胺(pani)、聚吡咯(ppy)、聚噻吩(pedot)复合导电纤维中的一种。
44.在一些具体的实施方式中，在步骤s1中，表面处理的步骤为：将待处理的纤维依次置于去离子水、无水乙醇和丙酮溶液中，均进行超声清洗10～20min后取出，晾干后得到表面干净的纤维；在步骤s2中，表面处理为将fe-mof@pani复合导电纤维依次采用无水乙醇、与混合溶液中相同种类的有机溶剂进行清洗，以去除未反应完的杂质。
45.一种纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器，由上述纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器的制备方法制备得到；纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器以纤维作为基材，通过调控栅极电压和栅极上fe-mof@pani材料及尿酸氧化酶的化学反应，导致沟道电流的改变，实现对尿酸的检测。需要说明的是，该纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器在光照条件下进行应用，在光照条件下，光敏材料可以在光照时使得电子跃迁到电极表面，实现栅极对沟道电流的调控，协同尿酸氧化酶对尿酸进行检测。
46.纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器在光照条件下，通过对电流进行实时检测，实现对尿酸的检测；并根据电流的强度反应尿酸的浓度，实现了定量检测；其对尿酸的浓度检测范围为1nm～10mm，检测限为1nm，检测响应时间为50s，克服了传统传感器响应时间长、对尿酸的浓度要求高、且只能定性检测的缺陷。该尿酸传感器使用纤维作为传感器电极的基材，将纤维优异的柔韧性与电极相结合，可应用于柔性电子领域；且制备方法简单可控，材料简单易得，所制备的纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器实现了对尿酸的特异性检测，具有良好的应用前景。
47.实施例1
48.本实施例提供了一种纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器的制备方法，包括以下步骤：
49.s1、将碳纤维依次置于去离子水、无水乙醇和丙酮中溶液中，均进行超声清洗15min后取出，晾干后得到表面干净的纤维；
50.s2、取15mm的2-氨基对苯二甲酸和7.5mm的六水合三氯化铁放入反应釜中备用，再取10mm苯胺单体和乙酸一同放入上述反应釜中，最后加入dmf作为溶剂；将步骤s1处理好的
碳纤维置于反应釜中，在150℃下反应12个小时，得到的fe-mof@pani复合导电纤维；
51.s3、将步骤s2得到的fe-mof@pani复合导电纤维分别用无水乙醇和dmf清洗，然后置于10mg/ml尿酸氧化酶溶液中，在2℃下浸泡24h，取出后在2℃下自然风干；再置于20％的nafion溶液中浸泡4h，取出后在2℃下自然风干，作为有机光电化学晶体管尿酸传感器的栅极；
52.s4、另取一根附着pedot:pss的纤维作为有机光电化学晶体管尿酸传感器的源漏极，并将其与步骤s3的栅极间隔一定距离平行放置，滴加凝胶电解质裹住两根纤维，即得纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器。
53.请参阅1所示，将实施例1制备的纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器在光照条件下，进行不同尿酸浓度的检测(1nm、10nm、1μm、10μm]、1mm、5mm)，得到的检测结果如图1所示。从图中可以看出，该纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器对上述尿酸浓度具有响应，且检测所需要的时间较短，50后即可发生响应，可以得出该尿酸传感器的检测范围为1nm～10mm，检测限为1nm。
54.请参阅图4所示，采用实施例1制备的纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器在光照条件下，对含1μm不同物质的溶液(da-多巴胺，glu-葡萄糖，urea-尿素，ua-尿酸盐，la-乳酸)分别进行检测，得到的结果如图4所示。从图中可以看出，该传感器仅对尿酸溶液有较好的响应性，抗干扰性强；说明其在实际应用时，可消除人体内其他物质的干扰，检测结果准确性高。
55.对比例1
56.对比例1提供了一种纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器的制备方法，与实施例1相比，不同之处在于，在步骤s2中，未加入苯胺单体，其余大致与实施例1相同，在此不再赘述。
57.对比例2
58.对比例2提供了一种纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器的制备方法，与实施例1相比，不同之处在于，在步骤s2中，未加入2-氨基对苯二甲酸，其余大致与实施例1相同，在此不再赘述。
59.请参阅图2所示，为实施例1及对比例1～2制备的纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器栅极电镜图；其中(a)为碳纤维，(b)为对比例1，(c)为对比例2，(d)为实施例1。从图中(b)可以看出，在未添加苯胺单体时，在碳纤维表面生成的fe-mof结构均匀性较差，且分布不均匀；而实施例1中，在苯胺和fe-mof的协同作用下，在碳纤维表面形成均匀分布、结构规则且致密的fe-mof@pani。
60.请参阅图3所示，将实施例1和对比例1～2制备的纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器进行同浓度尿酸的检测，得到的结果如图。从图中可知，fe-mof@pani作电极时的响应时间比单独的fe-mof和pani作电极时要快且电流变化量要大，这是因为fe-mof主要吸收紫外区域的光，pani的加入协同fe-mof的光吸收效果，增加了传感器对可见光的吸收。
61.实施例2～9及对比例3～8
62.实施例2～9及对比例3～8提供了一种纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器的制备方法，与实施例1相比，不同之处在于，苯胺单体的物质的量浓度，步骤s2的反应温度、反应时间设置不同，具体如下表所示，其余大致与实施例1相同，在此不再赘述。
63.表1实施例2～9、对比例3～8的制备参数
[0064][0065][0066]
将实施例2～9及对比例3～8制备的纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器在光照条件下，进行同浓度尿酸的检测，得到的结果如下表所示。
[0067]
表2实施例2～9、对比例3～8的尿酸传感器检测结果
[0068][0069]
由表2中实施例2～4和对比例3、4可知，源漏极之间的初始电流值和响应时间会随着苯胺单体的量增加而增加，苯胺单体的减小会增加响应时间和减小源漏极之间的初始电流值，而当苯胺单体量过大时对fe-mof产生遮盖作用，影响fe-mof对光的吸收，使得源漏极之间的变化量减小。由实施例5～7与对比例5、6可知，源漏极的起始电流和源漏极之间的电流变化量在100～150℃内随温度的增加而增加，响应时间会在100～150℃内随温度的增加而减小；而在150～220℃范围内，源漏极的起始电流和源漏极之间的电流变化量随温度的增加而减小，响应时间会随温度的增加而增加，这是因为温度会影响fe-mof的晶体大小与晶粒的分布，进一步会影响其对光的吸收。由实施例8和9与对比例7和8可知，水热反应的时间也会影响源漏极初始电流值、响应时间和光照时源漏极电流的变化量，这也是因为反应时间会影响fe-mof晶体的粒度大小导致的。
[0070]
综上所述，本发明提供了一种纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器及其制备方法，通过在导电纤维表面生长fe-mof@pani，再修饰尿酸氧化酶和生物相容性膜溶液作为晶体管的栅极，以负载半导体材料的纤维作为光电晶体管的源漏极，滴加凝胶电解质，组装得到纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器。该有机光电化学晶体尿酸传感器以纤维基材作为电极，在栅极修饰光敏材料及传感物质，光敏材料可以在光照时使得电子跃迁到电极表面，实现了对沟道电流的调控，协同传感物质实现对尿酸的检测。纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器在光照条件下，通过对电流进行实时检测，实现了对尿酸的检测；并根据电流的强度反应尿酸的浓度，实现了定量检测；其对尿酸的浓度检测范围为1nm～10mm，检测限为1nm，检测响应时间为50s，克服了传统传感器响应时间长、对尿酸的浓度要求高、且只能定性检测的缺陷。且该尿酸传感器在提高对尿酸检测灵敏度的同时，可以在零栅极偏压下工作，不仅使得传感器的结构更加简单，还减小了背景信号，降低了干扰，以对不同浓度的
尿酸显示出良好的电流响应，具有极大的市场推广价值。
[0071]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、将导电纤维进行表面处理，放入装有混合溶液的反应釜中，控制反应温度和时间，制备fe-mof@pani复合导电纤维；所述混合溶液包括络合剂、铁盐溶液、有机溶剂、掺杂剂及苯胺单体；s2、将步骤s1得到的所述fe-mof@pani复合导电纤维进行表面处理，置于尿酸氧化酶溶液中，在2～4℃下浸泡22～26h，取出后自然风干；再置于生物相容性膜溶液中浸泡3～5h，取出自然风干，作为有机光电化学晶体管尿酸传感器的栅极；两次所述自然风干的温度均为2～4℃；s3、将附着半导体材料的纤维作为有机光电化学晶体管尿酸传感器的源漏极，并将其与步骤s2的所述栅极间隔一定距离平行放置，滴加凝胶电解质，即得所述纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器。2.根据权利要求1所述的纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，所述反应温度为120～200℃，时间为8～24h。3.根据权利要求1所述的纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，所述络合剂与所述苯胺单体的物质的量浓度之比为(0.5～2):1；所述络合剂与所述铁盐溶液的物质的量浓度之比为(1.6～2.4):1。4.根据权利要求1所述的纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，所述络合剂为2-氨基对苯二甲酸；所述铁盐溶液包括六水合三氯化铁、三氯化铁、九水合硝酸铁、硫化铁中的一种。5.根据权利要求1所述的纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器的制备方法，其特征在于，在步骤s2中，所述尿酸氧化酶的浓度为5～15mg/ml，所述生物相容性膜溶液的浓度为5％～25％。6.根据权利要求1所述的纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，所述掺杂剂包括乙酸、次氯酸、氢氟酸和碳酸中的一种；所述有机溶剂包括n,n-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基丙酰胺、二乙基甲酰胺或二乙基乙酰胺中的任意一种。7.根据权利要求1所述的纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，所述导电纤维包括碳纤维、金属纤维或用导电介质所纺织成的化学纤维中的一种；在步骤s2中，所述生物相容性膜溶液为全氟磺酸型聚合物溶液；在步骤s3中，所述附着半导体材料的纤维包括负载pedot:pss的纤维、原位聚合形成的聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩复合导电纤维中的一种。8.根据权利要求1所述的纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，所述表面处理的步骤为：将待处理的纤维依次置于去离子水、无水乙醇和丙酮溶液中，均进行超声清洗10～20min后取出，晾干后得到表面干净的纤维；在步骤s2中，所述表面处理为将fe-mof@pani复合导电纤维依次采用无水乙醇、与所述混合溶液中相同种类的有机溶剂进行清洗，以去除未反应完的杂质。9.一种纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器，其特征在于，由权利要求1～8任一项所述的纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器的制备方法制备得到；所述纤维基有机光电
化学晶体管尿酸传感器以纤维作为基材，通过调控栅极电压和栅极上fe-mof@pani材料及尿酸氧化酶的化学反应，导致沟道电流的改变，实现对尿酸的检测。10.根据权利要求9所述的纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器，其特征在于，所述纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器对尿酸的浓度检测范围为1nm～10mm，检测限为1nm，响应时间为50s。

技术总结
本发明提供了一种纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器及其制备方法，通过在导电纤维表面生长Fe-MOF@PANI，再修饰尿酸氧化酶和生物相容性膜溶液作为晶体管的栅极，以负载半导体材料的纤维作为晶体管的源漏极，滴加凝胶电解质，组装得到纤维基有机光电化学晶体管尿酸传感器。该有机光电化学晶体尿酸传感器以纤维基材为电极，在栅极修饰光敏材料及传感物质，光敏材料在光照条件下使得电子跃迁到电极表面，实现对沟道电流的调控，协同传感物质实现对尿酸的检测；且该尿酸传感器在提高对尿酸检测灵敏度的同时，可以在零栅极偏压下工作，减小了背景信号，降低了干扰，对不同浓度的尿酸显示出良好的电流响应，具有极大的市场推广价值。值。值。


技术研发人员：王跃丹 王栋 陶洋 郝盼盼 江威 李梦杰
受保护的技术使用者：武汉纺织大学
技术研发日：2023.04.26
技术公布日：2023/7/7