DNA对聚苯胺电化学行为的影响.pdf

《DNA对聚苯胺电化学行为的影响.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第41卷分析化学(FENXIHUAXUE)来稿摘登第12期2013年12月ChineseJoum~ofAnalytic~Chemistry1953—1954DOI：10．3724／SP．J．1096．2013．30356DNA对聚苯胺电化学行为的影响魏仲航陈丽波姜涛(吉林大学中日联谊医院，长春130033)1引言导电聚合物具有特殊的分子结构及良好的导电性能。在聚苯胺、聚噻吩和聚吡咯三类导电聚合物中，聚苯胺由于其良好的环境稳定性、可控的导电性以及多样的氧化还原性而备受关注j，被广泛用于纳米复合物的制备及应用等]。通常，聚苯胺需要pH<4的条件以保持其电化学活性，在一定程度上限制了其应

2、用。一些功能化基团，如COOH，SOH及BO，H，等，被引入到聚苯胺链中，“掺杂”的聚苯胺在较宽的pH范围内改善了其溶解性、氧化还原稳定性及电化学活性等⋯。此外，一些纳米材料如碳纳米管、纳米粒子及聚合物单体等J，也可作为“掺杂剂”用于改善聚苯胺的物理及化学性能等，掺杂的聚苯胺被广泛用于催化研究等领域J。在生物传感领域，掺杂的聚苯胺可作为基底用于DNA序列的固载及杂交检测等，双链DNA分子特殊的螺旋结构、负电性的磷酸骨架及功能团等为其作为掺杂剂提供了可能性。另外，双链DNA也可以通过静电等相互作用吸附到聚苯胺膜上，进而影响其电子传递行为。本研究采用两种方式：(1)双链DNA分子存在于

3、苯胺的单体溶液中，采用电化学共聚合的方式得到聚苯胺修饰电极；(2)将该聚苯胺修饰电极浸入到含有双链DNA序列的溶液中，考察溶液中存在的DNA序列对聚苯胺电化学行为的影响。2实验部分2．1试剂和药品苯胺(99．5％，国药集团化学试剂北京有限公司)再经减压蒸馏纯化并避光保存；实验中所用苯胺溶液的浓度均为0．1mol／L，溶于1moL／LHCI中；小牛胸腺DNA(CT—DNA，北京华美生物工程有限公司)，使用时先用少许水溶成果冻状，室温下静置一夜后用超纯水配制成400mg／L溶液待用。实验用水为Millipore处理的超纯水(18．0M0cm)。2．2循环伏安实验电化学实验在ChI660

4、A电化学工作站上进行。工作电极为铂和镀金的玻璃片电极，参比电极为KC1饱和的AAgC1电极，环状铂丝为对电极。每次实验前都在溶液中通氮气15rain进行除氧处理。Pc电极用超细A1O抛光粉抛光至镜面，并依次在超纯水、无水乙醇和超纯水中超声清洗2～3min，然后将Pt电极置于1mol／LHSO中于--0．2～1．5V以50mV／s扫速进行循环伏安扫描，直到得到稳定的循环伏安曲线。镀金玻璃片电极在使用前用新鲜配制的Piranha溶液(浓H2SO一30％H2O(3：1，))清洗干净，再分别用超纯水和无水乙醇清洗。2．3红外光谱测量掠角反射红外实验在Nieolet520红外光谱仪(美国Ni

5、eolet公司)上进行。实验条件：在300Pa下进行红外实验，信号平均次数300次，光谱分辨率4cm一。3结果与讨论3．I苯胺在Pt电极上的循环伏安聚合首先将苯胺聚合到Pt电极上。将处理好的Pt电极作为工作电极，浸入含0．1mol／L苯胺的1mol／LHC1中，在--0．2～1．0V的电位范围内以50mV／s的扫速进行循环伏安扫描。聚合1O圈后，在Pt电极表面得到了一层翠绿色的聚苯胺膜。在典型的苯胺的循环伏安聚合曲线上，0．1～0．3V和0．7～0，8V处的两对可逆氧化还原峰是聚苯胺的两对特征峰。通常认为，第一对氧化．还原峰对应于完全还原态的聚苯胺氧化为自由基正离子，第二对氧化．还

6、原峰对应于自由基正离子转化为完全氧化态聚苯胺，0．5V出现了苯胺循环伏安聚合的“中问峰”，这可能是由于实验中的氧化电位较高所致。3．2双链DNA对聚苯胺修饰的Pt电极(PANI／Pt)循环伏安行为的影响实验中，先将苯胺通过循环伏安法聚合到Pt电极上，再将PAN／／Pt电极放入含有不同浓度双链DNA的1mol／LHC1中做循环伏安扫描，将所得循环伏安曲线与PANI／Pt电极在不含双链DNA的1mol／LHC1空白溶液中的扫描曲线进行比较，结果如图1所示，其中曲线a对应于电解质中没有加入双链DNA的循环伏安扫描曲线；曲线b，c，d和e分别对应于在1mol／LHE1中加入1．0，10，1

7、00和200mg／L双链DNA时的循环伏安扫描曲线。由图1可见，双链DNA加入后大大降低了PANI／Pt电极在1mol／LHE1溶液中循环伏安扫描时的峰电流，而且峰电流随着溶液中双链DNA含量的升高而降低，但DNA浓度变化产生的影响并不是很显著。这可能是由于溶液中作为大阴离子的双链DNA通过静电相互作用吸附到了聚苯胺膜上，阻碍了溶液中小阴离子在聚苯胺膜上交换的行为，从而阻碍了它们通过PANI膜与电极表面进行的电荷及离子传递，因此使峰电流降低。3．3双链DNA掺杂剂对苯