功能化聚吡咯修饰电极对蛋白质电化学研究文献综述.doc

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1、文献综述功能化聚毗咯修饰电极对蛋白质电化学研究1前言蛋白质是生物体中广泛存在的一类生物大分了，在生命过程屮扮演着极其重要的作用。它是由核酸编码的a爼基酸Z间通过a氮基和a竣基形成的肽键连接而成的肽链，经翻译示加丁•而生成的具冇特定立体结构的、有活性的大分子。蛋白质是生命的物质基础，没有蛋白质就没有生命。因此，它是与生命及与各种形式的生命活动紧密联系在一起的物质。研究氧化还原蛋白质的右•接电化学可以提供能量转换和代谢过稈的生命信息，对阐述生物能量传递具有重要的意义，同时为揭示蛋白质（酶）的结构■功能关系提供了一条有效途径

2、，也为进行蛋白质电了传递过程的热力学和动力学研究提供了强有力的方法，已经成为制备新一代电化学生物传感器领域的重要手段。蛋白质在材料表面吸附的研究是发展先进生物芯片、生物传感器、生物反应器,以及一些新型诊断技术的基础⑴。2聚毗咯2.1导电高分子材料简介自从掺杂聚乙规呈现金属导电特性以来，新型交叉研究领域一导电高分了诞生了。导电高分了材料可以分为结构型和复合烈两大类。结构型导电高分了材料是高分了木身的结构具有一定的导电性能，或者经过一定的掺杂处理后具有导电功能的材料，例如聚乙规、聚苯胺等。复合型导电高分子材料是由高分子基质

3、与具有导电性能的材料通过各种复合方法形成的导电材料，复合材料屮聚合物本身没有导电性能，起导电作用的是聚合物屮添加的导电物质，例如炭黑、金属粉等。结构型导电高分了材料相对于复合型导电高分了材料具有更多的优越性，它是由具有共觇双键结构的高分了经化学或电化学掺杂，使其由绝缘体转变为导体或半导体的一类高分了材料，包括本征态导电高分子材料和掺杂态导电高分子材料。导电高分子材料无需添加无机导电材料即可导电，且兀电子的成键与反键能带Z间能隙小（Eg=L5〜4.2eV）,接近于无机半导体的导带一价带能隙。本征态导电高分了材料不仅由于发

4、生P型掺杂（失去电了）或N型掺杂（得到电了）而形成掺杂态导电高分了材料，而且具有分了结构可设计、原料来源广、易加工、密度小的特点，其室温电导率可在绝缘体■半导体■金属导体范围内变化［2］。根据导电高分子的定义，它具有两方面的根木性质：首先是高分子的性质，即毎个导电高分子祁是由许多小的，重复出现的结构单元组成。其次是导电性，即在材料两端加上一定电压，在材料屮应有电流流过。导电高分了具有独特的物理（光学性质、电学性质、磁学性质）及化学性能（重量轻、易加工、有弹性、结构多样化），可以被应用于许许多多的领域。导电高分子的应用主

5、要是基于两种基础：利用其导体的特性，或者是利用其作为半导体的特性。具体体现在如下一些方面：非线性光学器件,高分了发光二极管，电致变色或者是智能窗户，光刻胶，抗静电涂层，传感器，电池，电磁波过滤材料，人造鼻了与肌肉，太阳能电池，电极，吸微波材料，新型存储器件，纳米开关，光学调制器及阀门，成像材料，高分了电连接材料，纳米电了学及光学器件，晶体管等等（图1）［3］。fl未只衆合*导电苗分1980ICPEurekaIPolyarylene1990processableICPLEPEurekal⑥.PLED•PlasticIC

6、•Solarcell•PlasticlaserMolecularelectronics2000SemiconductiveICPCPMolecularengineering图1导电高分了的相关应用2.2聚毗咯毗咯单体是一种C,N五元杂环分了，室温下为无色油状液体,沸点129.8°C,密度0.97g/cm3,微溶于水，无毒，在电场或氧化剂的作用下易被氧化,进而发生聚合反应生成高分了聚合物。聚毗咯（PPy）具有典型的刚性共辘大n键结构（图2）。图2聚毗咯（PPy）的共觇大n键结构2.2.1聚毗咯的性质聚毗咯由于其结构，其性

7、质包括导电性、氧化述原性以及稳定性。纯聚毗咯（即不经过掺杂）其导电性较并，只有经过合适掺杂剂掺杂后的聚毗咯才能表现出较好的导电性。影响其导电性的因素主要有掺杂剂、介质的选择、反应体系的理化性质等。掺杂阴离了不同对合成的聚毗咯电导率影响较大，可以相并若干个数量级。研究表明电解液溶剂对电化学聚合过稈的影响，发现溶剂给电子性(DN)越低，得到的聚毗咯膜电导和力学强度越好。毗咯聚合电解液所用溶剂的DN值应在20以下。除上述因素外，反应体系的理化性质，包括反应温度、pH值、电压、电流密度等对聚毗咯的导电性也有不同程度的影响。在电

8、化学合成过程屮，控制电位或电流密度较低,则聚合反应速度较慢，生成的聚毗咯结构有序，电导率较高。掺杂阴离了不同对合成的聚毗咯电导率影响较大，可以相并若干个数最级。通常采用有机磺酸或盐可以得到电导率较大的聚毗咯膜。温度也是重要的影响因素，温度越高所合成的聚毗咯膜表更越粗糙，电导率也越低。此外，支撑电解液的pH值也是重要影响因素，其值越