基于担载贵金属纳米粒子聚苯二胺的生物传感器.pdfVIP

第36卷 分析化学(FENXIHUAXUE)评述与进展 第2期 of 253～258 2008年2月 ChineseJournal Chemistry Analytical ：…-…噜…一…噜…噜…噜…·…。： ；评述与进展； ：…．．…．．…．．…．．…．．…．．…．．…．； 基于担载贵金属纳米粒子聚苯二胺的生物传感器 李新贵 马小立 黄美荣+ (同济大学材料学院先进土木工程材料教育部重点实验室，材料化学研究所，上海200092) 摘要系统论述了基于聚苯二胺的电流型生物传感器，如过氧化氢传感器、葡萄糖传感器和免疫传感器等 的探测性能。指出聚苯二胺中的大量氨基／亚胺基及其膜的形态结构有助于加大贵金属纳米粒子的载入量。 这种载有贵金属的聚苯二胺对酶的高效锚定作用以及贵金属纳米粒子的快速电子传输能力使其具有明显的 电流增敏效果。聚苯二胺膜具有优异的选择透过性能，对抗坏血酸、脲酸、醋氨酚等常见干扰物质具有较强的 抗干扰能力。由此制备的生物传感器生物物质探测与分析等领域展现出了广阔的应用前景。 关键词聚苯二胺，贵金属，纳米粒子，生物传感器，电催化活性，综述 1 引 言 近年来，担载贵金属纳米粒子的导电聚合物作为一种新兴的功能材料，在电化学催化、传感探测等 方面引起了人们极大关注【l。J。其中，热点研究领域之一是由贵金属微米粒子尤其是纳米粒子引入聚 苯胺、聚吡咯等导电聚合物中所形成的复合物，它们所表现出的优异的电性能MJ、电催化性能和防腐性 能等使其在燃料电池、锂离子二次电池、超电容器、生物传感器等领域应用研究深入展开_1。。作为导 电聚合物家族中的新的重要的芳香二胺类聚合物——聚苯二胺(PPDA)，由于其分子链上具有比聚苯 胺更多的活性自由氨基、亚胺基以及聚苯胺所没有的独特的梯型、半梯型结构，能够更好地担载贵金属 纳米粒子，有效地避免金属粒子的迁移、团聚等，而表现出更为优异的电催化性能、重金属离子络合性和 生物酶固定性等功能【12一引。在其上载人的贵金属纳米粒子，能呈现高度分散结构，从而使纳米金属粒 子的比表面积极大化，使其在对有机物质的电催化、修饰电极、传感器等领域展现出了诱人的应用前景， 已经成为材料学科、分析化学学科以及生物医药学科相互渗透交叉的日益活跃的研究领域。本文就包 括聚邻苯二胺(PoPD)和聚间苯二胺(PmPD)在内的、担载有贵金属纳米粒子的聚苯二胺在生物传感器中 充当生物酶的高效固定载体方面的突出性能进行系统综述。 2担载贵金属纳米粒子聚苯二胺的生物传感器 2．1过氧化氢传感器 过氧化氢是食品、临床、制药、环境和工业分析中一种重要的中间体，也是人体代谢的重要产物。因 此，对过氧化氢的检测具有重要的学术意义和应用价值【17’培J。电流型过氧化氢传感器是基于过氧化氢 在电极上的电催化氧化或还原时所产生的电流大小与其浓度呈线性，从而实现定量探测。其中基于电 催化氧化的测试法由于电位较高，其它电活性物质易同时被氧化造成干扰。而基于电催化还原的测试法 则是在过氧化物酶的催化下对过氧化氢直接还原测定，但由于酶在电极上的固定存在种种障碍而同样出 现灵敏度低等问题。利用担载贵金属纳米粒子的聚苯二胺作为酶固定膜，有望克服这一弊端。 基于载纳米金夹层的PmPD膜固定酶的过氧化氢传感器制备如下：首先在电子转移介体二茂铁修 饰的碳糊电极上恒电位聚合沉积PmPD膜，然后将金胶溶液涂敷其上，再电聚合一层PmPD，如此电聚 合和载金交替重复进行3次，可在电极表面上形成富含纳米金粒子的夹层式复合膜。最后，将含有戊二 2007．07—18收稿；2007-09-21接受 本文系国家自然科学基金资助项目(No ·E—mail：huangmeirong@tongii．edu．en 万方数据万方数据 分析化学 第36卷 h，在载人酶的同