核殼兩親型聚合物膜電極的構(gòu)建及其對(duì)GOD直接電子轉(zhuǎn)移的促進(jìn)作用.pdf

1、高分子聚合物因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和功能性，作為修飾材料在電化學(xué)傳感器中得到了廣泛的研究和應(yīng)用。本文將一種具有憎水性核和疏水性殼的兩親性陽離子聚合物微球（Hydrophilic PDMAEMA-protonated corona and hydrophobic polystyrenecore，簡(jiǎn)稱PDS）修飾至電極表面，利用其良好的固載能力及生物相容（及相溶）性能，形成穩(wěn)定性好、導(dǎo)電能力強(qiáng)的聚合物膜修飾電極，考察該聚合物膜對(duì)生物酶（GOD）以及

2、無機(jī)催化物種（雜多酸）修飾電極性能的影響。旨在探討和開發(fā)此類核殼結(jié)構(gòu)兩親性聚合物在修飾電極及生物傳感器中的應(yīng)用。
　　 論文的主要工作及研究結(jié)果如下：
　　 第一部分，考察和優(yōu)化了聚合物膜的成膜條件。通過浸泡的方法將PDS修飾到GC電極上，考察浸泡時(shí)間和PDS固含量的影響，得到最優(yōu)化成膜條件為：浸泡時(shí)間10min，PDS固含量0.1056g/mL。通過掃描電鏡、循環(huán)伏安法等技術(shù)研究PDS膜在電極表面形貌和修飾電極的導(dǎo)電性

3、能及穩(wěn)定性。結(jié)果表明，鐵氰化鉀在PDS膜電極上的氧化還原峰電流明顯增大，且△Ep減小，可逆性比裸電極好，說明PDS膜可以促進(jìn)電極的電子傳導(dǎo)能力。
　　 第二部分，將GOD固定在經(jīng)PDS修飾的玻碳電極（PDS/GC）上，制成GOD/PDS/GC電極。通過掃描電鏡（SEM）對(duì)其表面形貌表征，結(jié)果表明，PDS能將GOD牢固地固定在玻碳電極表面，且GOD在電極表面分布均勻。采用循環(huán)伏安法（CV）考察了修飾電極上GOD的電化學(xué)行為和電催化

4、性質(zhì)。其循環(huán)伏安曲線上顯示出一對(duì)可逆的氧化還原峰；在100mV/s掃速下，其式量電位E0為-0.447V（vs.SCE，pH6.24）；GOD在PDS/GC電極表面電子轉(zhuǎn)移的表觀速率常數(shù)k為3.9s-1；根據(jù)式量電位E0隨緩沖溶液pH值的變化關(guān)系，確知GOD發(fā)生的直接電化學(xué)反應(yīng)遵從（2e+2H+）機(jī)理。表明電極表面的PDS能改變GOD活性中心的微環(huán)境，促進(jìn)GOD與電極之間的直接電子傳遞。此外，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，電極表面的GOD對(duì)溶液中的O2

5、有很強(qiáng)的電催化還原作用，在O2飽和體系中，GOD的還原峰峰電流的降低程度與溶液中葡萄糖濃度有線性關(guān)系，線性范圍為0～8mM?？傊?，PDS不僅具有良好的生物相容性，而且能促使GOD在電極表面發(fā)生直接電子轉(zhuǎn)移作用。因此，PDS有望可以作為第三代酶生物傳感器中良好的固定酶材料。
　　 第三部分，通過分子間靜電作用將Keggin結(jié)構(gòu)磷鉬雜多酸（H3PMoO40xH2O，簡(jiǎn)稱PMo12）吸附在PDS/玻碳電極（PDS/GC）上，制備得到P

6、Mo12/PDS膜電極。采用循環(huán)伏安技術(shù)考察了PDS對(duì)PMo12在電極表面的電化學(xué)性質(zhì)以及對(duì)雜多酸修飾電極穩(wěn)定性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，該修飾電極在0.5mol/LH2SO4溶液中的CV曲線上，出現(xiàn)了歸屬于PMo12的3對(duì)可逆氧化還原峰，并且其氧化還原峰電流明顯大于單獨(dú)PMo12修飾電極。該修飾電極對(duì)NO2-、IO3-、BrO3-具有很好的電催化還原作用，說明PDS是一種良好的修飾電極聚合物膜材料，這為無機(jī)催化活性物種在電極表面的修飾提供