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有机导电聚合物具有优良的物理化学性能,在电催化、超电容、生物传感等诸多领域有着广泛的应用前景。在众多的有机导电聚合物中,聚苯胺(PANI)及其衍生物由于原料廉价易得、合成简单、电导率较高、环境稳定性好等特点已成为当今研究的热点。传统的聚苯胺因随溶液pH值的升高,电化学活性降低,当pH > 4时,电活性几乎不存在。为了克服这个缺点,本文利用聚苯胺和它的衍生物合成了一种新的聚合物—自掺杂聚苯胺( SPAN ),它在弱酸性和中性条件下依然具有很好的导电性,并将它应用于生物传感器研究。1.采用循环伏安法制备了苯胺和对氨基苯磺酸自掺杂聚苯胺膜,研究了苯胺与对氨基苯磺酸配比、总浓度、硫酸浓度、电极材料和成膜方法等因素对自掺杂聚苯胺膜合成和在缓冲液中的导电性能的影响。实验结果表明苯胺与对氨基苯磺酸最佳配比为1:1;增加苯胺与对氨基苯磺酸的浓度和硫酸浓度均有利于成膜;所制得的自掺杂膜在弱酸性和中性条件下仍然具有很好的导电性能,自掺杂膜越厚,其在缓冲液中的导电性越好。制备的自掺杂聚苯胺膜在传感器、电化学催化、纳米材料等方面都有很大的应用潜力。2.采用循环伏安法在玻碳(GC)电极上制备了SPAN膜,然后将辣根过氧化物酶(HRP)恒电位固定在该膜上制得GC/SPAN-HRP电极。实验结果表明,HRP在GC/SPAN电极表面能进行有效和稳定的直接电化学转移,固定在GC/SPAN电极表面的HRP能保持其对H2O2还原的生物电催化活性,而且能快速地响应H2O2浓度的变化。考察了SPAN膜厚、缓冲溶液的pH等对HRP直接电子转移的影响。酶电极在恒定电位-100mV下,在7.5×10-6~1.25×10-3 mol/L H2O2的浓度范围内有线性响应,响应时间不大于5s,检测下限为4×10-6 mol/L,灵敏度达到398μA·L/mmol·cm2。本文所用固定HRP的方法简单且有效,可用于获得其它生物氧化还原蛋白质和酶的直接电子转移。3.利用电化学方法在SPAN修饰的玻碳电极表面聚合了一层普鲁士蓝(PB)(GC/SPAN/PB),并将其作为一种新型的H2O2传感器。研究了该传感器对H2O2的电催化作用。讨论了扫速、SPAN膜厚度和电位等对H2O2响应的影响。研究表明,该传感器在pH4.5的磷酸盐缓冲液中,对H2O2有明显的催化效应,测定的线性范围变宽,在8×10-7~5×10-4 mol/L范围内还原峰电流与H2O2的浓度呈良好的线性关系,相关系数为0.997;检出限为4×10-7 mol/L。同时,电极有很好的重现性和抗干扰性。可以将其应用于各种酶生物传感器中。