有機(jī)電化學(xué)晶體管抗壞血酸傳感器的制備及性能研究.pdf

1、有機(jī)電化學(xué)晶體管傳感器因其工作電壓低、生物兼容性好、可在水溶液中穩(wěn)定使用等特點(diǎn)得到了廣泛的關(guān)注，但同時(shí)作為傳感器也存在選擇性和靈敏度有待提高的問題。本文以二甲基亞砜(DMSO)摻雜PEDOT∶PSS作為半導(dǎo)體層，制備了電化學(xué)晶體管傳感器，將其應(yīng)用于抗壞血酸分子檢測(cè)。并且以納米材料與分子印跡材料修飾晶體管的柵極，分別提高了抗壞血酸檢測(cè)時(shí)的響應(yīng)電流及選擇性。本工作所制備的電化學(xué)晶體管傳感器對(duì)于抗壞血酸的檢測(cè)比普遍認(rèn)同的電化學(xué)傳感器具有更高的

2、靈敏度、更低的檢測(cè)限、更好的選擇性以及優(yōu)良的線性。并且還以實(shí)際樣品代替抗壞血酸試樣以電化學(xué)晶體管的方式檢測(cè)，收到了良好實(shí)驗(yàn)效果。這些都表明電化學(xué)晶體管在快速高效準(zhǔn)確的傳感檢測(cè)器方面有良好的應(yīng)用前景。
　　主要工作如下:
　　(1)制備了以PEDOT∶PSS作為半導(dǎo)體層的有機(jī)電化學(xué)晶體管，研究了DMSO摻雜對(duì)其電學(xué)性能的影響。并且以X射線光電子能譜分析、傅里葉變換紅外光譜儀、原子力顯微鏡等手段對(duì)薄膜的微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3、表明:DMSO的加入使薄膜表面的PEDOT分子所占的成分有所增加，并出現(xiàn)了一定的相分離，而PEDOT∶PSS薄膜的分子鏈結(jié)構(gòu)并未改變。經(jīng)過DMSO摻雜的PEDOT∶PSS膜的電導(dǎo)率及電學(xué)性能均有所提高，其中性能最優(yōu)的為以5％DMSO摻雜的PH1000型PEDOT∶PSS，其電導(dǎo)率為457 S/cm，轉(zhuǎn)移曲線最高電流可達(dá)0.6 mA，比未經(jīng)摻雜的電流提高一倍。因此最終選用5％ DMSO摻雜的PH1000型PEDOT∶PSS作為半導(dǎo)體層，制

4、備電化學(xué)晶體管傳感器。
　　(2)為了提高電化學(xué)晶體管傳感器的響應(yīng)電流，以滴涂方式將氧化石墨烯與碳納米管材料分別修飾在柵極上，對(duì)抗壞血酸分子進(jìn)行檢測(cè)，并將其檢測(cè)結(jié)果與電化學(xué)傳感器檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行比對(duì)。結(jié)果表明，電極表面修飾對(duì)抗壞血酸分子的檢測(cè)結(jié)果具有重要影響，以電導(dǎo)性能較好的碳納米管材料修飾傳感器則檢測(cè)響應(yīng)電流更大，約為未修飾金電極檢測(cè)的響應(yīng)電流的2倍。同時(shí)對(duì)比兩種傳感器的檢測(cè)結(jié)果，電化學(xué)晶體管傳感器有著更低的檢測(cè)限，為1μM。

5、>　　(3)為了提高電化學(xué)晶體管傳感器的選擇性，以抗壞血酸(AA)為模板分子、鄰苯二胺(o-PD)為功能單體，在金電極表面電聚合制備分子印跡聚合物膜(MIP)，并以該MIP修飾的電極分別作為電化學(xué)傳感器的工作電極與電化學(xué)晶體管傳感器的柵極，構(gòu)建相應(yīng)的抗壞血酸分子傳感器。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，應(yīng)用該分子印跡薄膜修飾電極作為柵極的電化學(xué)晶體管檢測(cè)AA，得到檢測(cè)限為300 nM，在100nM-3μM（低濃度）與3μM-100μM（高濃度）兩個(gè)范圍內(nèi)成