電化學(xué)石英晶體阻抗及現(xiàn)場紅外光譜在生物和聚合物體系中的應(yīng)用研究.pdf

1、壓電石英晶體傳感器可以動態(tài)檢測電極表面低至納克級或者單分子層的質(zhì)量變化，能提供靈敏的非質(zhì)量效應(yīng)或壓電阻抗效應(yīng)，將壓電石英晶體阻抗和電化學(xué)技術(shù)聯(lián)用可以同時獲得研究體系的多維在線信息。紅外光譜電化學(xué)技術(shù)可以在分子水平上現(xiàn)場研究電化學(xué)過程，獲得電化學(xué)氧化還原過程中物種變化的信息。 利用壓電阻抗技術(shù)可以獲得多維壓電信息和紅外光譜電化學(xué)能獲得物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)變化信息的特點，本學(xué)位論文建立壓電-紅外反射光譜-電化學(xué)三維聯(lián)用技術(shù)，并運用壓電石英晶

2、體阻抗與電化學(xué)阻抗聯(lián)用技術(shù)和該三維聯(lián)用技術(shù)，研究蛋白質(zhì)在新型聚合物和層層自組裝膜修飾電極表面的吸附、生物小分子與蛋白質(zhì)的作用、聚合物的形成機理以及有機物分子的氧化還原。本論文的主要工作如下： 1.綜述了電化學(xué)壓電石英晶體傳感器和現(xiàn)場紅外光譜的近期研究進展。 2.提出采用表面活性劑作為摻雜劑制備疏水性可控的導(dǎo)電聚合物修飾電極的方法，利用該方法制備疏水性可控的十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)摻雜的聚吡咯修飾電極。用壓電石英晶體阻

3、抗與電化學(xué)阻抗法聯(lián)用技術(shù)監(jiān)測兩種蛋白質(zhì)(牛血清白蛋白即BSA和纖維蛋白原)在所獲得的修飾電極表面的吸附。研究表明：在分別含有0.6，1.2和2.0mmol/L的十二烷基苯磺酸鈉的吡咯水溶液中恒電流聚合制備的三種聚合膜(PPY/DBS-I，PPY/DBS-II和PPY/DBS-III)修飾電極表面有不同的疏水性，其中PPY/DBS-II膜的疏水性最大。BSA在三種表面的吸附為單層吸附模式，且可以用Langmuir吸附模式來描述，而纖維蛋白

4、原則為多層吸附模式。 3.聯(lián)用壓電石英晶體阻抗和電化學(xué)阻抗現(xiàn)場監(jiān)測BSA在新制Au膠修飾電極上的吸附并研究丹寧酸(TA)與固定于電極表面的BSA的作用。同時獲得了BSA吸附過程和TA與BSA結(jié)合過程的頻率變化和等效電路參數(shù)信息。研究表明：TA與電極表面的BSA結(jié)合的摩爾比為10.3：1，結(jié)合常數(shù)Ka為3.1×104(mol/L)-1。 4.建立了現(xiàn)場壓電-紅外反射光譜-電化學(xué)三維聯(lián)用新技術(shù)，并用于研究苯胺的聚合和苯胺-鄰

5、氨基酚的共聚過程以及0.2mol/LHCl04溶液中兩種聚合膜的氧化還原性質(zhì)。壓電電化學(xué)研究表明鄰氨基酚和苯胺的摩爾比對聚合反應(yīng)速率影響較大，掃描速率和pH值影響共聚物電活性?，F(xiàn)場壓電紅外光譜電化學(xué)結(jié)果表明共聚過程和共聚物的性質(zhì)與聚苯胺不同，聚合機理也不同。共聚物并不是聚苯胺和聚鄰氨基酚的混合物，而是兩個單體通過-NH-頭尾相連形成的新的聚合物。 5.利用現(xiàn)場壓電紅外光譜電化學(xué)技術(shù)研究鄰聯(lián)甲苯胺在金電極上的電化學(xué)行為。結(jié)果表明，