聚（3-甲基噻吩）導(dǎo)電聚合物修飾電極的制備和應(yīng)用.pdf

1、聚噻吩類導(dǎo)電聚合物具有很高的電導(dǎo)率和穩(wěn)定性，通過(guò)電化學(xué)聚合方法可以比較容易地電沉積到各種電極表面成膜，目前已在電子元件、電催化、電化學(xué)檢測(cè)等方面得到廣泛應(yīng)用。 聚噻吩類導(dǎo)電聚合物修飾電極在電化學(xué)檢測(cè)某些生物分子方面顯示出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，尤其是聚(3-甲基噻吩)(P3MT)修飾電極，這是因?yàn)?-甲基噻吩易于電聚合成膜，得到的導(dǎo)電薄膜電導(dǎo)率高、電催化效果好、穩(wěn)定性高、耐用、抗污染，而且還具有很好的選擇性和靈敏性。酚類化合物的測(cè)定在環(huán)境、

2、工業(yè)和臨床上有很重要的意義，過(guò)去曾用安培法對(duì)酚類作靈敏檢測(cè)，但由于酚類容易在固體電極上氧化形成惰性聚合物膜，嚴(yán)重妨礙了測(cè)定；而P3MT修飾電極對(duì)酚類化合物呈現(xiàn)出很好的抗污染能力和較高的穩(wěn)定性，其靈敏度和選擇性也得到很大提高。兒茶酚、兒茶酚胺、還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷在普通電極表面的氧化是高度不可逆和強(qiáng)吸附性的，電極易被反應(yīng)物/反應(yīng)產(chǎn)物污染；P3MT修飾電極能夠催化上述物質(zhì)的電子轉(zhuǎn)移速度，消除電極污染，即使是血紅蛋白大分子和一些表面活性劑

3、的影響也可消除掉。 到目前為止，絕大多數(shù)為純聚噻吩類薄膜修飾電極，有關(guān)聚噻吩類復(fù)合膜修飾電極的報(bào)道很少。本文在本課題組已取得的成果基礎(chǔ)上，制備了P3MT膜和P3MT復(fù)合膜修飾玻碳電極，分別詳細(xì)研究了多巴胺、8-羥基-2'-脫氧鳥嘌呤核苷、尿酸等生物分子在修飾電極表面的電化學(xué)行并用不同的伏安方法對(duì)它們進(jìn)行了定量分析，獲得了滿意結(jié)果。本文具體工作如下： 1.多巴胺在聚(3-甲基噻吩)修飾玻碳電極上的伏安行為及其測(cè)定

4、室溫條件下制備了聚(3-甲基噻吩)(P3MT)修飾玻碳電極，研究了多巴胺(DA)在此修飾電極表面的電化學(xué)行為并利用示差脈沖伏安法對(duì)其進(jìn)行了定量分析。結(jié)果表明：導(dǎo)電聚合物P3MT能顯著催化DA的電化學(xué)氧化過(guò)程并靈敏地檢測(cè)DA濃度，而且可以有效消除高濃度的抗壞血酸(AA)和尿酸(UA)的干擾。在0.1mol/LpH7.0的磷酸鹽緩沖溶液(PBS)中，DA的示差脈沖峰電流與其濃度在1.0×10-6-5.0×10-5mol/L和5.0×10-5

5、-1.8×10-4mol/L兩個(gè)范圍內(nèi)呈良好線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.9994和0.9982，檢測(cè)下限可達(dá)5.0×10-7mol/L(S/N=3)。該電極用于鹽酸多巴胺注射液中DA含量的測(cè)定，結(jié)果滿意。該修飾電極具有較好的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性，有望用作流動(dòng)注射分析系統(tǒng)(FIA)和高效液相色譜儀(HPLC)的安培檢測(cè)器。 2.多巴胺在Nafion/碳納米管/聚(3-甲基噻吩)復(fù)合膜修飾玻碳電極上的電化學(xué)行為及其選擇性測(cè)定 制備

6、了一種新型的Nafion/單壁碳納米管/聚(3-甲基噻吩)復(fù)合膜修飾玻碳電極(N/S/P/GCE)，并用掃描電化學(xué)顯微鏡(SECM)對(duì)其表面進(jìn)行了表征。與P/GCE和N/S/GCE相比，該復(fù)合膜修飾電極將P3MT的導(dǎo)電性能，CNTs的獨(dú)特電子性能和Nafion膜的陽(yáng)離子交換性能很好地綜合在一起，能顯著催化DA的電化學(xué)過(guò)程并高靈敏度、高選擇性地檢測(cè)DA，而且不受高濃度的AA和UA的干擾。在0.1mol/LpH7.0PBS中，DA的示差脈沖

7、峰電流與其濃度在2.0×10-8-1.0×10-7mol/L，1.0×10-7-1.0×10-6mol/L和1.0×10-6-6.0×10-6mol/L三個(gè)范圍內(nèi)呈良好線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.9993，0.9996和0.9993，檢測(cè)下限可達(dá)5.0×10-9mol/L(S/N=3)，比P3MT修飾電極降低了兩個(gè)數(shù)量級(jí)。該電極用于評(píng)估鹽酸多巴胺注射液及人體血清樣品中的DA含量，結(jié)果滿意。這種修飾電極有望用作FIA和HPLC的安培檢測(cè)器

8、。 3.8-羥基-2'-脫氧鳥嘌呤核苷在聚(3-甲基噻吩)修飾玻碳電極上的電化學(xué)行為及其伏安測(cè)定 8-羥基-2'-脫氧鳥嘌呤核苷(8-OH-dG)是公認(rèn)的DNA氧化損傷標(biāo)志物。研究了8-OH-dG在聚(3-甲基噻吩)(P3MT)修飾玻碳電極上的電化學(xué)行為及其伏安法測(cè)定。結(jié)果表明導(dǎo)電聚合物P3MT能夠有效促進(jìn)8-OH-dG分子與電極之間的電子交換，降低8-OH-dG的氧化過(guò)電位，顯著增強(qiáng)其氧化峰電流。在0.1mol/LpH

9、7.0PBS中，可以利用8-OH-dG循環(huán)伏安曲線的氧化峰電流對(duì)其進(jìn)行定量分析，峰電流與其濃度在7.0×10-7-3.5×10-5mol/L和3.5×10-5-7.0×10-5mol/L兩個(gè)范圍之間呈良好線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.9992和0.9995，檢測(cè)下限可達(dá)1.0×10-7mol/L(S/N=3)。求得8-OH-dG在該修飾電極表面的電子轉(zhuǎn)移系數(shù)(≠)為0.57。該修飾電極可以用作FIA和HPLC的安培檢測(cè)器。 4.碳

10、納米管/聚(3-甲基噻吩)復(fù)合膜修飾玻碳電極示差脈沖伏安法檢測(cè)尿酸 研究了尿酸(UA)在單壁碳納米管/聚(3-甲基噻吩)復(fù)合膜(SWNTs/P3MT)修飾玻碳電極上的電化學(xué)行為及其測(cè)定，結(jié)果表明此復(fù)合膜修飾電極融合了P3MT和SWNTs二者的優(yōu)點(diǎn)對(duì)UA顯示出很強(qiáng)的電催化作用，顯著增強(qiáng)其氧化峰電流。采用示差脈沖伏安法對(duì)其進(jìn)行測(cè)定，UA和AA的氧化峰電位差為210mV，并且AA的氧化信號(hào)在P3MT表面得到有效抑制，可消除AA的干擾；