化学前沿传感器

化学前沿传感器第1页，课件共51页，创作于2023年2月典型参考文献Fujii,H.;Yoshimura,T,;Kamada,H.Imidazoleandp-NitrophenolateComplexesofOxoiron(IV)Porphyrina-CationRadicalsasModelsforCompoundsIofPeroxidaseandCatalase.Inorg.Chem.1997,36(27),6142.——卟啉类模拟酶Molenveld,P.;Engbersen,J.F.J.;Reinhoudt,D.N.Dinuclearmetallo-phosphodiesterasemodels:Applicationofcalix(4)arenesasmolecularscaffolds.Chem.Soc.Rev.2000,29(2):75-86.——主体试剂Strikovsky,A.G.;Hradil,J.;Wulff,G.Catalyticallyactive,molecularlyimprintedpolymersinbeadform.React.Funct.Polym.2003,54(1-3):49-61.——MIP模拟酶Fendler,J.H.MembraneMimeticChemistry,JohnWiley&Sons,NewYork,1982.——膜体系第2页，课件共51页，创作于2023年2月5.Mohajer,D.;Rezaeifard,A.Efficientoxygenationofhydrocarbonswithtetrabutylammoniummonopersulfatecatalyzedbymanganesemeso-tetraphenylporphyrininthepresenceofimidazole.Tetrahedron.Lett.2002,43(10):1881-1884.——配合物6.董绍俊,车广礼,谢远武,化学修饰电极(修订版)北京:科学出版社,2003.27.GuoSJ,DongSJ.Biomolecule-nanoparticlehybridsforelectrochemicalbiosensors.TRAC-TRENDSINANALYTICALCHEMISTRY

2009,28(1):96-109.---电化学生物传感器第3页，课件共51页，创作于2023年2月序1.通过对酶模型物的研究有助于揭示酶的作用机理。2.生物传感技术已形成一个备受关注的新兴科技领域。可以测定许多无机、有机和生物物质，有着极为广阔的研究领域和应用前景。第4页，课件共51页，创作于2023年2月1.1模拟酶的研究与发展

1.1.1引言

生物体内进行的生命活动恰是一个完全绿色化的过程，其中酶和激素扮演着极其重要的角色启发引导科学工作者探索实现化学反应、产品检测及反应后处理等的“绿色化”的可能开展工作的切入点模拟酶研究与开发第5页，课件共51页，创作于2023年2月酶：一类生物催化剂，是具有催化功能的蛋白质

有催化剂的共性：如少量酶存在即可大大加速反应速度；有时也参与反应，但反应前后本身无变化。自身特性：更高的催化效率、更高的反应专一性、温和的反应条件。有些酶如脱氢酶需要辅酶或辅基，有奇特的酶活性调节能力。缺陷：天然酶易变性失活、提纯困难、价格昂贵，给储藏及使用带来不便。第6页，课件共51页，创作于2023年2月生物活性配合物的模拟

三个层次：1、模拟物只含有与实物活性酶相同的金属离子第一级近似。如：超氧化物歧化酶(SOD)是以铜为辅基的蛋白质配合物，而铜的某些氨基酸或羟基配合物，可用作模拟物，它们具有一定程度的SOD活性。现实意义：尽管模拟物的作用机理、选择性及反应效率不同于原来的酶，但因可大量合成，仍有实用价值。第7页，课件共51页，创作于2023年2月2、模拟活性中心结构

如：用三亚乙基四胺合铁(III)配合物来模拟过氧化氢酶。该铁(III)配合物催化分解过氧化氢的速度相当接近过氧化氢酶的速度第8页，课件共51页，创作于2023年2月3、整体模拟

活性中心必须处在一个特定的微环境和整体结构之中，所以高级模拟是包括微环境在内的整个活性部分如：Collman等合成了围栅型铁(II)卟啉用以模拟血红蛋白的可逆载氧，效果良好第9页，课件共51页，创作于2023年2月诺贝尔奖获得者Cram、Pederson与Lehn相互发展了对方的经验，提出了主客体化学和超分子化学，奠定了模拟酶的重要理论基础。根据酶催化反应机理，若合成出能识别底物又具有酶活性部位催化基团的主体分子，同时底物能与主体分子发生多种分子相互作用，就能有效模拟酶分子的催化过程。具有模拟酶功能的各种体系：第10页，课件共51页，创作于2023年2月1.1.2卟啉类模拟酶

卟啉：是四个吡咯分子通过次甲基桥连成的大环化合物，其主体骨架是卟吩。卟啉的离域p键大环体系极稳定,并具有芳香性。分子具有刚性结构和较大表面，周边功能团的位置和方向可控，使其具有高效识别功能。

卟啉

第11页，课件共51页，创作于2023年2月自然界中卟啉化合物主要是原卟啉IX、酞菁：

酞菁

酞菁是一个平面大环化合物,环内有一空穴,空穴的直径约为2.7×10-10

m,可以容纳铁、铜、钴、铝、镍、钙、钠、镁、锌等许多金属元素.酞菁环本身是一个具有18个π电子的大π体系,其上的电子密度分布相当均匀,分子中的4个苯环几乎没有变形,各个碳-氮键的长度几乎相等.第12页，课件共51页，创作于2023年2月#金属酞菁衍生物:R1

或R2为H以外的原子或基团#四羧基金属酞菁衍生物:R1=COOH,R2=H#八羧基金属酞菁衍生物:R1=R2=COOH#四甲酸酯基金属酞菁衍生物:R1=COOR(R=CH3,C2H5,C3H7,C4H9

等),R2=H.#金属酞菁:R1=R2=H

金属酞菁衍生物的化学性质非常稳定，催化反应可通过反应物分子与金属的轴向配位而发生。芳香环既具有电子给体的特性，又有电子受体的特性。其给受电子的能力可以通过变换金属及酞菁环周边的取代基进行调节。其作为金属辅酶模型的研究十分活跃。

第13页，课件共51页，创作于2023年2月应用铁和锰的四苯基卟啉配合物模拟单加氧酶细色素P450，在常温常压下催化PhIO（次碘酸苯酯）、NaClO、H2O2等氧化剂将烷烃和烯烃分别氧化成醇和环氧化物。氧桥连接的三价双核金属卟啉稳定性与单核金属卟啉相同。如用氧双四苯基卟吩合铁[TPPFe(III)]2O催化PhIO氧化环己烷成环己醇，在CH2Cl2或C6H12溶剂中，氧化产率分别为15及62.6%，均高于相应的单核金属卟啉TPPFe(III)Cl。通过选择不同底物以及和其它酶催化反应偶联可分析葡萄糖、氨基酸、抗坏血酸、肾上腺素及核酸等许多重要的生物物质。第14页，课件共51页，创作于2023年2月1.1.3冠醚、环糊精及杯芳烃类模拟酶1962年Pederson发现冠醚.合成了不同结构的线性和大环型聚醚。作为第一代主体试剂，由于其环内空腔的亲水性，根据尺寸大小借助离子偶极作用高选择性地测定Na+、K+、Ca2+、Mg2+等具有生理意义的碱金属及碱土金属离子如：人们设计了含有一个结合位和两个反应位的巯基冠醚，利用它已合成了含GlyAlaLeu的三肽，较好地模拟了肽合成酶的功能将多种杂原子引入到冠醚环中形成了种类繁多的衍生物：如环状多胺(cyclicpolyamine)、环状多硫醚(cyclicpolythioether)、氮杂冠醚(azacrownether)、氮硫杂冠醚(azathiocrownether)、穴醚(cryptand)、球苑(spherand)等。聚醚适于模拟金属或类似极性辅因子的酶及对底物有光学选择性的酶。但由于存在毒性及合成较困难，使其作为酶模型受到限制。第15页，课件共51页，创作于2023年2月环糊精(CD)

由6个或更多个D吡喃葡萄糖单元以1,4糖苷键相结合，互为椅式构象的环状低聚糖，具有独特的“外亲水、内疏水”的分子结构。利用其独特的识别功能，已成为构筑模拟酶的第二代主体试剂。、和环糊精的结构示意第16页，课件共51页，创作于2023年2月-环糊精的形象表达式第17页，课件共51页，创作于2023年2月应用CDs及其修饰物能模拟胰凝乳蛋白酶催化带疏基的羧酸酯、酰胺等的水解，具有酶的饱和动力学特征，且表现出良好的底物选择性及立体选择性磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺是氨基酸代谢的两个重要辅酶。在CD上引入吡哆胺即可得到转氨酶模型将1,4二氢烟酰胺(NAH)引入CD上模拟脱氢酶(NADH),还原茚三酮的速率比NADH快15~50倍甚至两个数量级第18页，课件共51页，创作于2023年2月杯芳烃

是由酚单体通过亚甲基连接起来的环状低聚物，因这类化合物的结构象希腊圣杯(Calixcrater)而得名。杯芳烃的命名：习惯上将苯酚上的取代基放在calix-arene的前面,组成苯酚环的单元结构夹在Calix与Arene之间。例如:当R=t-Bu,n=4时,被命名为对叔丁基杯[4]芳烃(p–tert-butylcalix[4]arene)第19页，课件共51页，创作于2023年2月特点及应用柔韧性好、具有空腔大小、构象、取代基等可选择因素，能与离子及中性分子形成主客体包结物，被称为第三代主体化合物将其构象固定于锥形或部分锥形，就能选择性络合客体分子，若再将水溶性基团和具催化功能基团引入杯芳烃中，即构成了一种典型的酶模型例：将两个Cu(II)引入杯[4]芳烃上缘的苯环对位，合成了核酸酶模拟物。由于两金属离子可协同作用，比无大环骨架的模拟物更有效。将一带侧链的环四聚体杯芳烃，构象固定于部分锥形作为醛缩酶模型，促进羟醛缩合反应迅速进行。利用杯芳烃还成功模拟了甘油3磷酸脱氢酶第20页，课件共51页，创作于2023年2月1.1.4印迹高分子(MIP)模拟酶分子印迹:指制备对某一特定分子(印迹分子)具有选择性的聚合物的过程。首先选定具互补作用的印迹分子和单体，并在印迹分子单体复合物周围发生聚合反应，然后用抽提法除去印迹分子，可对该分子进行识别，从而制备出催化聚合物.第21页，课件共51页，创作于2023年2月印迹分子的选取：底物印迹高分子:底物印迹高分子的催化基团被置于印迹识别位点区域。如：以吲哆苯甲酰胺为模板分子制备的印迹高分子可催化茚的异构化反应及苯甲酸酯的乙酰基转移反应。过渡态印迹高分子:主要起到稳定过渡态的作用，使反应活化能降低，从而加速反应的进行。如：以磷酸酯衍生物为单体制备的MIP催化聚碳酸酯的水解速度比无催化的水解速率快100倍。第22页，课件共51页，创作于2023年2月3.产物印迹高分子:用中间产物的类似物作印迹分子制备的MIP使狄尔斯阿尔德成环反应速率提高了270倍。此时最终产物不再是印迹高分子最优识别物，从而使MIP的催化活性尽可能不受产物的抑制。4.与其它催化剂共同作用的助催化印迹高分子:一般用各种辅助金属离子、辅酶的类似物作为模板分子来制备。如用活泼的过渡态分子与Co2+的复合物作模板制备的MIP，模拟吲哚酶催化苯乙酮与苯甲醛缩合，其反应速率提高了8倍第23页，课件共51页，创作于2023年2月1.1.5膜体系模拟酶

膜体系包括单层、胶束、微乳、有组织多层集合体、泡囊等。作为酶模型较好的主体有胶束和泡囊

表面活性剂分子在水溶液中超过一定浓度可聚集成胶束。胶束在水溶液中提供了疏水微环境，可对底物进行包络，类似于酶结合部位。若再将一些催化基团：如咪唑、硫醇、羟基和一些辅酶共价或非共价地连接或附着在胶束上，相当于酶活性中心，就构成具有催化活性的胶束模拟酶。第24页，课件共51页，创作于2023年2月例：Cu2+与表面活性剂配体形成11配合物，模拟羧肽酶A催化吡啶甲酸对硝基苯酚酯(PNPP)时水解速度达最大值。而含2羟甲基吡啶单元的两亲分子配体与Cu2+形成的配合物催化PNPP水解可使反应速度增大106倍。

磷脂或具有两个长烷基链的表面活性剂分子在水中经超声等方法处理后可得到与天然膜一样的双分子层结构，此即为泡囊。

双分子层泡囊具有与天然膜相似的疏水微环境，若在泡囊的不同区域选择性地引入一些有活性的辅酶、活性基团或分子，就可以模拟一些酶促反应。

例：将吡哆醛引入泡囊中，Cu2+存在时能有效催化L苯丙氨酸的氨基转移生成苯丙酮酸，成功的模拟了VB6

为辅酶的转氨酶作用。第25页，课件共51页，创作于2023年2月1.1.6单核及双核配合物模拟酶已知的酶有1000多种，其中1/3以上含有金属离子。大多数情况下金属离子是金属酶的活性中心，它是进行电子转移、键合外来分子和进行催化反应的部位。其成键方式、配位环境和空间结构与配位化合物极为类似。通过对配体的设计和剪裁可合成出与天然酶活性中心结构相似的配合物，用以模拟酶的结构和功能。例：锰超氧化物歧化酶(MnSOD)及锰过氧化物酶(MnPOD)活性中心的锰结合位点，可视为单核锰配合物。罗勤慧等合成了几类大环锰配合物，对其结构、性质及在模拟方面的实际效能和潜在用途作了较全面的研究。唐波等研究了Schiff碱Cu(II)配合物的辣根过氧化物酶(HRP)功能，SDS的加入改善了模拟酶所处的微环境，其增溶、增敏的双重作用使其模拟酶性能显著提高。第26页，课件共51页，创作于2023年2月在水解和酯转移反应中，通常双核金属配合物在识别能力及催化活性等方面优于相应的单核配合物。双核金属离子具有双倍的路易斯酸性，能有效降低底物中心原子的电荷密度，使之更利于亲核试剂的进攻，并可通过催化中心的协同作用加速过渡中间体的形成，同时促进离去基团的脱离。例：1、苯氧基桥联配体的双钴配合物水解BPP(苯基磷酸单酯)的速度增加达到1011倍。2、以羟基磷酸单酯或磷酸二酯桥连的双核钴配合物，成功地模拟了红紫酸磷脂酶、蛋白磷脂酶等的活性中心。水解断裂速度较非配位的磷酸二酯快1011倍。3、以双(二甲基氨甲基)吡啶修饰杯[4]芳烃的顶部，所得配体的双锌配合物将异羟丙基对硝基苯基磷酸二酯的酯基转移反应提高了23000倍。第27页，课件共51页，创作于2023年2月脲酶是目前唯一含双镍金属中心的酶，可催化尿素及小分子酰胺的水解，生成氨和羧酸。例：含酞嗪环的双镍配合物，其桥连的H2O可在生理条件下产生亲核试剂OH，催化吡啶酰胺的水解速度较相当的单核配合物提高100倍小结随着酶模拟化学的发展，对酶结构及作用机理的进一步了解，在化学家及生物学家共同协作下，不断改进合成手段和采用新技术，必将有更多更好的酶模型和模拟酶问世，并将在理论研究和实际应用中发挥巨大作用。第28页，课件共51页，创作于2023年2月1.2电化学传感器的制备与应用现代传感技术包括信息交换、信息处理及接口技术等三部分。其中以信息交换为核心内容既所谓的传感器Sensor。化学传感器(ChemicalSensor)，是应用化学反应中产生的各种信息（如电化学现象、光效应、热效应、场效应及质量变化等）而设计的各种精密而灵敏的探测装置。其工作模式如下所示：被分析物与敏感膜作用产生化学信息→换能器→电信号输出将输出信号进行相应的处理，便可知待测物的信息。20世纪六十年代化学传感器问世以来，其主要类型：电化学传感器(ElectrochemicalSensor)包括生物电化学传感器(BioelectrochemicalSensor)、光化学传感器(OpticalSensor)、生物传感器(Biosensor)等。第29页，课件共51页，创作于2023年2月电化学传感器的电化学器件变换电信号的方式有电位测定法(Potentiometry)、电流分析法(Amperometry)、电导测定法(Conductrometry)、电容测定法(Capcitance)。电化学传感器核心部件-电极的发展对各种电化学传感器的发展起到了关键的作用。在电分析化学中，一般电极反应都是在电极与溶液界面发生电子转移的非均相反应。以往电化学中所用的电极：如汞、贵金属、和石墨等只有电子接受的单一作用，溶液中大多数离子在电极上转移的速度较慢。在伏安法研究中，传统的电极常遇到的问题是测得的电流随时间而变小，使电极表面的活性变化。如何使电极能够有选择性地进行人们所期望的反应并提供更快的电子转移速度，一直是电化学家们希望解决的问题。第30页，课件共51页，创作于2023年2月化学修饰电极(CME)的出现突破了以往电化学家所研究的范畴，把注意力转移到电极表面。所谓化学修饰电极(CME)就是用化学或物理的方法对电极表面进行修饰，形成具有预期特定功能的膜，以完成对电极的功能设计。CME用于分析化学在提高选择性、灵敏度及适应性等方面具有独特的优越性，可以认为CME是把分子识别、预富集和测定三者相结合的较理想体系。自1975年CME问世以来，已经成为整个化学界瞩目的非常活跃的电化学研究新领域，推动了电化学及电分析化学研究的发展，是近代电分析化学领域中一个重要的研究方向。在电催化、光电化学、有机合成、生物体内活性物质的电化学行为研究及含量检测分析、痕量物质的预富集及含量检测、普通无机和有机分析、电化学传感器、电色显示等方面有着很大的理论研究和实际应用潜力。下面就CME的制备及其相应的电化学传感器在分析化学中的应用阐述如下。第31页，课件共51页，创作于2023年2月1.2.1化学修饰电极(CME)的制备

在CME的研究和应用中，采用什么方法修饰是需解决的首要问题。因为修饰方法的可靠性，直接影响到CME的重复性和稳定性，进而影响到CME的理论研究和实际应用。依电极材料、修饰功能试剂及分析任务要求的不同，需采用不同的方法。目前所采用的基体材料金属：如Au、Ag、Pt、Cu、Hg、Fe；金属氧化物：如Fe2O3、SiO2、SnO2、Al2O3；光谱纯石墨、碳糊、裂解石墨、玻碳、碳纤维、光导纤维。1.2.1.1吸附法1.2.1.1.1化学吸附法吸附法是通过非共价作用将修饰试剂固定在固体基质表面第32页，课件共51页，创作于2023年2月石墨基体表面碳原子可以通过共轭大键电子和含有大的共轭体系的有机基团作用，把它们不可逆地吸附到电极表面上来。若该物质无电活性，则可利用它与电活性物质反应达到修饰目的，也可以先两者结合再修饰。有机基团起定系基的作用。通常含有两个苯环以上的有机物是良好的定系基。如菲醌、乙烯基吡啶菲等。例：钴四磺酸酞菁配合物吸附到石墨基体上得到的CME对半胱氨酸阳极氧化过程有显著的催化作用。利用核酸能在汞电极和高定向裂解石墨电极HOPGE表面产生较强烈的吸附，发展了一种简便制备核酸NA修饰汞电极的方法。该方法只需5~10L的核酸溶液，将电极浸入溶液中，单链ssDNA、双链dsDNA和RNA都产生不可逆吸附，经过冲洗，得到稳定的NA修饰汞电极。第33页，课件共51页，创作于2023年2月庞代文等发展了一种制备DNA修饰电极的方法。首先将玻碳电极或金电极表面抛光、活化、超声波清洗，然后将ssDNA溶液转移至电极表面，涂匀，空气中晾干，无菌二次水冲洗，充分浸泡大于24h，即得到几乎单分子层的DNA修饰电极。该电极浸泡三天，信号基本不变，表明得到的修饰层相对稳定，耐酸能力较强，耐碱能力较差。化学吸附法的优点是简单，但电极的稳定性较差，修饰层易脱落或失活。第34页，课件共51页，创作于2023年2月1.2.1.1.2自组装膜SAMs法SAMs是构膜分子通过分子间及其与基体材料间的物理化学作用而自发形成的一种热力学稳定、排列规则的单或多层分子膜。以这种方式修饰电极的方法叫做自组装膜法。常用的构膜材料：含硫有机物、脂肪酸、有机硅、烷烃、及二磷酯五大类。它们在基体材料表面自组装形成相应的有机硫单分子膜、脂肪酸单分子膜、有机硅单分子膜、烷烃单分子膜及二磷酯多分子膜。研究表明构膜含硫有机物在Au表面自组装成膜分为两个步骤：第一步吸附过程很快，膜的自组装已完成80~90%。受有机物活性基团与基体材料表面的反应速度控制；第二过程为表面膜的重整过程，从无序态到规则排列，形成二维膜，花费时间较长。与组装膜的混乱度、链上的不同基团及其在基体材料表面的移动性能有关。第35页，课件共51页，创作于2023年2月1.2.1.2共价键合法

以化学反应的方法，将修饰试剂共价结合到电极表面的方法，叫做共价键合法。该方法一般分两步进行。首先将电极表面进行电的、化学的和物理的预处理，然后修饰物分子与电极表面的活性基团在适当条件下进行化学反应使其得以固定于电极表面。1.2.1.2.1电极的活化预处理A：石墨、玻碳电极的活化处理将电极抛光清洗之后，可在强氧化剂中氧化，使其表面产生含氧基团：如羧基、羟基、羰基、酸酐等。氧化剂如K2Cr2O7、KMnO4、浓HNO3及浓度、温度、处理时间等条件要进行优选。也可在空气中加热氧化或通氧氧化，有时可将电极用氩等离子侵蚀，以取消电极表面的含氧基团，使表面的碳原子完全裸露，处于高活状态。接下来即可氧化处理，也可以直接和伯胺类物质反应进行修饰。该方法产生的含氧基团浓度高，故电极的活性高，但操作较复杂。第36页，课件共51页，创作于2023年2月B：金属及其氧化物电极的活化处理铂或金等金属电极可先用Al2O3(0.30.6m)悬浊液抛光，尔后依次用浓硝酸、稀王水及二次蒸馏水充分洗净，再把电极浸入1mol/LH2SO4溶液中5分钟后，在电极电位+1.9V（vs.SCE）、电流1A/cm2下进行电解约10~20秒，然后从电解液中取出电极用二次蒸馏水洗净，再用丙酮洗涤干净。此时电极表面就含有羟基活性基团。SnO2等金属氧化物电极可以先用庚烷等溶剂回流除去表面油污，或在空气中加热至450C除油，然后电极浸泡在热盐酸中数小时，取出后依次用二次蒸馏水、丙酮洗涤干燥。表面获得了活性羟基基团。

第37页，课件共51页，创作于2023年2月1.2.1.2.2共价键合修饰A：石墨、玻碳电极的化学键合法修饰将电极表面的含氧基团如羧基先与酰氯试剂再与胺类作用生成肽键固定化学活性基团R。也可将电极表面的羧基先与LiAlH4试剂作用，使之转变为OH基，然后与含有化学活性基团R的有机硅化合物作用，通过生成硅氧基SiOR引入活性基团R。如果电极表面含羧基较多，可以通过促进剂双环己基碳二亚胺DCC的促进作用生成肽键固定化学活性基团R。第38页，课件共51页，创作于2023年2月B：金属及其氧化物电极的化学键合法修饰将预活化处理的该类电极与有机硅化合物作用，把含R化学活性基团的物质键合到电极表面。再将电活性基团与化学活性基团R作用修饰到电极上去。例：使用水溶液的碳二亚胺EDC和N烃基琥珀酰亚胺NHS作为偶联活化剂，将ssDNA共价结合到氧化的玻碳表面。并且发现只有鸟嘌呤G和胞嘧啶C才能与玻碳电极表面氧化后活化产生的O酰基异脲共价结合。第39页，课件共51页，创作于2023年2月1.2.1.3电化学聚合法

通过电化学氧化还原引发，使具有电活性的物质就地在电极表面发生聚合，生成聚合物膜，达到修饰目的的方法就称为电化学聚合法。由于CME表面有许多氧化还原中心，又称为氧化还原聚合物CME。将预处理好的电极放入含有一定浓度的单体和支持电解质的体系中进行电化学聚合。常用恒电流、恒电位或循环伏安法。其中恒电流法应用较广，因为可根据聚合过程中的聚合电量估算聚合物薄膜的厚度，结果重现性好。恒电位法不能控制电聚合的速度，影响到电极的重现性。用循环伏安法CV亦能获得良好的聚合物膜修饰电极，并能根据连续CV图现场观察聚合物膜的形成，便于了解聚合过程。随着循环扫描周数的增加，伏安图上相应蜂电流不断增长是形成聚合物膜的特征。Diaz在1979年首次报导了电化学氧化吡咯在电极表面形成聚吡咯PPy。随后人们又在电极表面修饰了聚噻吩PTh、聚苯胺PAn及其相应的衍生物等。第40页，课件共51页，创作于2023年2月1.2.1.4电化学沉积法用电化学氧化还原方法，在电极表面沉积具有电活性及其它功能的膜，这种修饰方法就是电化学沉积法。这是制备配合物及一般无机物CME的通用方法。该法要求在进行电化学氧化还原时，能在电极表面产生难溶物薄膜。这种膜在进行电化学及其它测试时，中心离子和外界离子氧化态的变化不导致膜的破坏。Zhuang等以该法在铂、玻碳基体上电沉积形成具有电色效应的普鲁士蓝PB修饰电极，比其它作者制得的PBCME稳定性和重复性高很多。董绍俊等制得了六氰亚铁钒修饰电极VHFCME。在循环伏安扫描过程中，可以清楚地观察到膜的颜色变化。Bolarsly使用活性金属材料作电极基体，直接在含配阴离子的溶液中电解，制得混合价态类普鲁士蓝配合物CME。第41页，课件共51页，创作于2023年2月1.2.1.5掺入法掺入法是制备碳糊修饰电极的常用方法。制备时，将一定量的修饰剂、石墨粉及粘合剂混合，研磨均匀制成CME。1969年Adams首创碳糊电极CPE以来，用各种修饰物修饰的CPE获得了飞速发展。例1.Halbert等制得钴酞菁配合物的碳糊修饰电极，研究了CME对半胱氨酸的催化氧化作用。2.Milan等将18烷基胺混入碳糊电极中，得到修饰的CPE。然后在EDC存在下将ssDNA固定到电极上。或将18烷基酸修饰到CPE上，然后在EDC和NHS共存下，ssDNA通过dG残基与CPE中羧基结合制成ssDNA修饰电极。第42页，课件共51页，创作于2023年2月1.2.1.6涂渍法将溶解在适当溶剂中的聚合物涂覆于电极表面，待溶剂蒸发干固后，生成涂膜结合在电极表面，达到化学修饰的目的。具体方法为：A将电极浸入修饰液中，取出后使附着于电极表面的溶液干固成膜；B用微量进样器把一定已知量的修饰液注射到电极表面，然后干固成膜；C电极在修饰液中旋转，使其溶液附着于电极表面，然后干固成膜。显然B法涂膜的量可以控制。而另两种方法无法控制成膜的量。将聚合物与电活性物质同时制成涂膜液，用该法制备CME。该法用途极广。例：第43页，课件共51页，创作于2023年2月Anson等将几种金属配合物修饰在聚乙烯吡啶涂层电极上，用以研究多种金属配合物催化剂的循环催化作用。Adams等将全氟代磺酸酯(Nafion)修饰于电极上，用于动物脑中有关神经递质的活体(invivo)分析，提高了抗干扰能力。以上是制备CME的常用方法。此外还有催化诱导沉积法、化学沉积法、离子体聚合法、射线聚合法、干涂法、蒸着法等。第44页，课件共51页，创作于2023年2月1.2.3CME在电分析化学中的应用早期对CME化学特性研究的兴趣主要集中于发生在修饰电极表面和分子、离子之间相互作用的机理探讨，虽已认识到它在分析化学上的应用价值，但实际应用是在八十年代出现电化学响应灵敏、稳定的聚合物薄膜CME后才开始的。1.2.3.1选择富集与分离当电极表面修饰有对待测物质有选择性反应的化学基团时，CME将与待测物质发生反应，达到分离、富集的目的。例：董绍俊等在玻碳电极表面修饰以冠醚及Nafion的混合物，用于铊、银、铅的测定。测定铊时，检测下限达1012mol/L。Price等利用修饰有胺基的CME与试液中羰基化合物反应生成亚胺基基团，借反应时电极上产生的电流定量测定醛基化合物。第45页，课件共51页，创作于2023年2月1.2.3.2电催化分析化学中，电催化是CME重要的