聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)复合膜的制备及其在电分析中的应用研究

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近年来,聚噻吩类导电聚合物因其独特的性质在电分析化学领域的应用得到了快速发展。聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)作为一种重要的聚噻吩类导电聚合物,具有良好的电化学活性,极好的生物相容性,结构可控调节,可形成均匀稳定的导电聚合物薄膜等性质,逐渐地被应用到化学修饰电极的制备中。通过电化学聚合将聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)与其它材料复合,探索制备比表面积大,催化性能优良的聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)复合膜修饰电极,有望获得高灵敏检测某些生物分子的新方法。  本文采用恒电流法制备了一系列新型的聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)复合膜修饰玻碳电极,并利用其建立了对多巴胺,亚硝酸根,肾上腺素等物质进行定量分析的电化学方法。具体工作如下:  1. DNA/聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)复合膜修饰玻碳电极的制备及其对多巴胺的伏安行为及测定研究  用电化学方法制备了一种新型的脱氧核糖核酸(DNA)/聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)(PEDOT)复合膜修饰玻碳电极,研究了多巴胺(DA)在该复合膜修饰电极上的电化学行为,并建立了测定DA的电化学方法。与裸GCE,PEDOT/GCE以及DNA/GCE相比,DNA-PEDOT/GCE表现出更好地电化学催化性能。在0.1M pH7.0 PBS中,DA的氧化峰电流与其浓度在0.1~1.0μM范围内呈良好的线性关系,检出限可达0.03μM(S/N=3)。结果表明该复合膜修饰电极具有良好的稳定性和重现性。  2.亚硝酸根在DNA/聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)修饰电极上的电化学行为及测定研究  采用恒电流和电沉积两步法制备了DNA-PEDOT复合膜修饰玻碳电极。用电化学阻抗法(EIS)和循环伏安法(CV)表征了不同修饰电极的可行性和表面的电子传递能力。结果表明,DNA可以牢固地结合在PEDOT膜上,并能改善PEDOT膜的性质。研究了亚硝酸根(NO2-)在DNA-PEDOT/GCE上的电化学行为,提出了一种新的用于检测NO2-的电化学方法。在0.1M pH7.0的磷酸盐缓冲溶液(PBS)中,亚硝酸根在DNA-PEDOT修饰电极上于+0.88 V左右出现一个较好的氧化峰,考察了该氧化峰的性质及其影响因素。结果表明,NO2-的示差脉冲曲线(DPV)的氧化峰电流与其浓度在0.3~1.0μM,1.0~20μM和20~100μM三个范围内呈良好的线性关系,检出限为60nM(S/N=3),并考察了干扰物质对测定的影响。将其用于实际样品中NO2-的检测,结果满意。  3.肾上腺素在Nafion-碳纳米管/聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)复合膜修饰玻碳电极上的电化学行为及测定  制备了Nafion-碳纳米管/聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)复合膜修饰玻碳电极(Nafion-SWNTs/PEDOT/GCE)并将其用于肾上腺素(EP)的电化学行为与测定研究。结果表明,EP在裸GCE上有一个极弱的氧化峰,而在Nafion-SWNTs/PEDOT/GCE上出现一个较敏锐的氧化峰,表明Nafion-SWNTs/PEDOT/GCE对EP电化学氧化具有良好的催化作用。在0.1M pH5.0 PBS中,用CV法对EP进行测定,其氧化峰电流与浓度在2.0×10-6~2.0×10-4 M的范围内呈良好的线性关系,相关系数分别为0.9950,0.9984,检测下限为6.0×10-7 M。  4.聚茜素红/聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)复合膜修饰玻碳电极的制备及其用于多巴胺的检测  制作一种新型的聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)/聚茜素红复合膜修饰玻碳电极,用红外光谱图(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)与电化学阻抗(EIS)对其表面表征,并将其用于检测多巴胺。该PARS/PEDOT/GCE与裸GCE,PEDOT/GCE、PARS/GCE相比可以显著地提高DA的氧化峰电流。讨论了扫速、pH值对DA伏安行为的影响。在0.1M pH7.0 PBS中,发现DPV峰高与DA浓度在0.10~1.0μM和1.0~5.0μM两个范围内呈良好的线性关系,检出限达0.05μM(S/N=3)。该修饰电极用于健康人血液中DA的检测,结果令人满意。
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