功能化聚吡咯修飾電極對蛋白質(zhì)電化學(xué)研究文獻綜述.doc

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1、文獻綜述功能化聚毗咯修飾電極對蛋白質(zhì)電化學(xué)研究1前言蛋白質(zhì)是生物體中廣泛存在的一類生物大分了，在生命過程屮扮演著極其重要的作用。它是由核酸編碼的a爼基酸Z間通過a氮基和a竣基形成的肽鍵連接而成的肽鏈，經(jīng)翻譯示加丁?而生成的具冇特定立體結(jié)構(gòu)的、有活性的大分子。蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，沒有蛋白質(zhì)就沒有生命。因此，它是與生命及與各種形式的生命活動緊密聯(lián)系在一起的物質(zhì)。研究氧化還原蛋白質(zhì)的右?接電化學(xué)可以提供能量轉(zhuǎn)換和代謝過稈的生命信息，對闡述生物能量傳遞具有重要的意義，同時為揭示蛋白質(zhì)（酶）的結(jié)構(gòu)■功能關(guān)系提供了一條有效途徑

2、，也為進行蛋白質(zhì)電了傳遞過程的熱力學(xué)和動力學(xué)研究提供了強有力的方法，已經(jīng)成為制備新一代電化學(xué)生物傳感器領(lǐng)域的重要手段。蛋白質(zhì)在材料表面吸附的研究是發(fā)展先進生物芯片、生物傳感器、生物反應(yīng)器,以及一些新型診斷技術(shù)的基礎(chǔ)⑴。2聚毗咯2.1導(dǎo)電高分子材料簡介自從摻雜聚乙規(guī)呈現(xiàn)金屬導(dǎo)電特性以來，新型交叉研究領(lǐng)域一導(dǎo)電高分了誕生了。導(dǎo)電高分了材料可以分為結(jié)構(gòu)型和復(fù)合烈兩大類。結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分了材料是高分了木身的結(jié)構(gòu)具有一定的導(dǎo)電性能，或者經(jīng)過一定的摻雜處理后具有導(dǎo)電功能的材料，例如聚乙規(guī)、聚苯胺等。復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料是由高分子基質(zhì)

3、與具有導(dǎo)電性能的材料通過各種復(fù)合方法形成的導(dǎo)電材料，復(fù)合材料屮聚合物本身沒有導(dǎo)電性能，起導(dǎo)電作用的是聚合物屮添加的導(dǎo)電物質(zhì)，例如炭黑、金屬粉等。結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分了材料相對于復(fù)合型導(dǎo)電高分了材料具有更多的優(yōu)越性，它是由具有共覘雙鍵結(jié)構(gòu)的高分了經(jīng)化學(xué)或電化學(xué)摻雜，使其由絕緣體轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)體或半導(dǎo)體的一類高分了材料，包括本征態(tài)導(dǎo)電高分子材料和摻雜態(tài)導(dǎo)電高分子材料。導(dǎo)電高分子材料無需添加無機導(dǎo)電材料即可導(dǎo)電，且兀電子的成鍵與反鍵能帶Z間能隙?。‥g=L5?4.2eV）,接近于無機半導(dǎo)體的導(dǎo)帶一價帶能隙。本征態(tài)導(dǎo)電高分了材料不僅由于發(fā)

4、生P型摻雜（失去電了）或N型摻雜（得到電了）而形成摻雜態(tài)導(dǎo)電高分了材料，而且具有分了結(jié)構(gòu)可設(shè)計、原料來源廣、易加工、密度小的特點，其室溫電導(dǎo)率可在絕緣體■半導(dǎo)體■金屬導(dǎo)體范圍內(nèi)變化［2］。根據(jù)導(dǎo)電高分子的定義，它具有兩方面的根木性質(zhì)：首先是高分子的性質(zhì)，即毎個導(dǎo)電高分子祁是由許多小的，重復(fù)出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)單元組成。其次是導(dǎo)電性，即在材料兩端加上一定電壓，在材料屮應(yīng)有電流流過。導(dǎo)電高分了具有獨特的物理（光學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)、磁學(xué)性質(zhì)）及化學(xué)性能（重量輕、易加工、有彈性、結(jié)構(gòu)多樣化），可以被應(yīng)用于許許多多的領(lǐng)域。導(dǎo)電高分子的應(yīng)用主

5、要是基于兩種基礎(chǔ)：利用其導(dǎo)體的特性，或者是利用其作為半導(dǎo)體的特性。具體體現(xiàn)在如下一些方面：非線性光學(xué)器件,高分了發(fā)光二極管，電致變色或者是智能窗戶，光刻膠，抗靜電涂層，傳感器，電池，電磁波過濾材料，人造鼻了與肌肉，太陽能電池，電極，吸微波材料，新型存儲器件，納米開關(guān)，光學(xué)調(diào)制器及閥門，成像材料，高分了電連接材料，納米電了學(xué)及光學(xué)器件，晶體管等等（圖1）［3］。fl未只衆(zhòng)合*導(dǎo)電苗分1980ICPEurekaIPolyarylene1990processableICPLEPEurekal⑥.PLED?PlasticIC

6、?Solarcell?PlasticlaserMolecularelectronics2000SemiconductiveICPCPMolecularengineering圖1導(dǎo)電高分了的相關(guān)應(yīng)用2.2聚毗咯毗咯單體是一種C,N五元雜環(huán)分了，室溫下為無色油狀液體,沸點129.8°C,密度0.97g/cm3,微溶于水，無毒，在電場或氧化劑的作用下易被氧化,進而發(fā)生聚合反應(yīng)生成高分了聚合物。聚毗咯（PPy）具有典型的剛性共轆大n鍵結(jié)構(gòu)（圖2）。圖2聚毗咯（PPy）的共覘大n鍵結(jié)構(gòu)2.2.1聚毗咯的性質(zhì)聚毗咯由于其結(jié)構(gòu)，其性

7、質(zhì)包括導(dǎo)電性、氧化述原性以及穩(wěn)定性。純聚毗咯（即不經(jīng)過摻雜）其導(dǎo)電性較并，只有經(jīng)過合適摻雜劑摻雜后的聚毗咯才能表現(xiàn)出較好的導(dǎo)電性。影響其導(dǎo)電性的因素主要有摻雜劑、介質(zhì)的選擇、反應(yīng)體系的理化性質(zhì)等。摻雜陰離了不同對合成的聚毗咯電導(dǎo)率影響較大，可以相并若干個數(shù)量級。研究表明電解液溶劑對電化學(xué)聚合過稈的影響，發(fā)現(xiàn)溶劑給電子性(DN)越低，得到的聚毗咯膜電導(dǎo)和力學(xué)強度越好。毗咯聚合電解液所用溶劑的DN值應(yīng)在20以下。除上述因素外，反應(yīng)體系的理化性質(zhì)，包括反應(yīng)溫度、pH值、電壓、電流密度等對聚毗咯的導(dǎo)電性也有不同程度的影響。在電

8、化學(xué)合成過程屮，控制電位或電流密度較低,則聚合反應(yīng)速度較慢，生成的聚毗咯結(jié)構(gòu)有序，電導(dǎo)率較高。摻雜陰離了不同對合成的聚毗咯電導(dǎo)率影響較大，可以相并若干個數(shù)最級。通常采用有機磺酸或鹽可以得到電導(dǎo)率較大的聚毗咯膜。溫度也是重要的影響因素，溫度越高所合成的聚毗咯膜表更越粗糙，電導(dǎo)率也越低。此外，支撐電解液的pH值也是重要影響因素，其值越