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除无机物外,一些电活性有机物也可以富 集测定,如左旋多巴、甲氨喋呤、多巴胺、抗 坏血酸等。
3、电催化
许多物质在空白电极上反应迟钝、过电位大、
可逆行差,用一般电极难检测。利用化学修饰 电极的电催化特性,不仅降低了被测物的超电 位,加快了反应速率,还增加灵敏度。
利用这种特性非常适用于流动注射(FIA) 和液相色谱(HPLC)的电化学检测。如用聚 苯胺修饰铂电极作为HPLC的电流检测器,对 维生素C进行检测,不仅稳定可靠,而且排除 了复杂基体的干扰。
参考文献
7、杨志宇、李建平、彭图治,普鲁士蓝在化学传感器中的研究及应用,理 化检验-化学分册, 2004 (40)6:368-372
8、刘克玲,原子光谱学进展的综述,光谱学与光谱分析,2005(25)1: 108-113
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含义:通过共价键合、吸附、聚合等手 段有目的的将具有功能性(如催化、配 合、电色、Байду номын сангаас电)的物质引入电极表面, 使电极赋予新的、特定功能的过程称为 电极的化学修饰,所得到的电极称为化 学修饰电极。
广义上的修饰电极也包括通过物理方 法制备的修饰电极。
二、化学修饰电极的分类
1、吸附型:通过吸附的方式将修饰物质结合在电极表 面的方式,可以制备单分子层和多分子层。 1)平衡吸附型:修饰物质在电极表面形成热力学吸附 平衡。方法简单、直接,但修饰物质有限,应用较少。 2)静电吸附型:离子通过静电引力在电极表面集聚, 形成多分子层。 3)LB膜型:不溶于水的表面活性物质在水面上形成排 列有序的单分子膜(Langmuir-Blodgett,LB膜)。 4) SA膜:通过分子的自组装作用在固体电极表面形 成有序的单分子膜(self assembing,SA膜)。 5)涂层型:将功能性物质涂布在电极表面形成的薄膜。
第十章 化学修饰电极及其在 分析化学中应用
一、化学修饰电极的由来
电极材料是电化学研究的极为重要的因素。 电极的性能,尤其是电极的表面性能关系到电
化学的效率。 1973年,Lane和Hubbard 开辟了改变电极表面
结构以控制电化学反应过程的新概念,指示了 化学修饰电极的萌芽。 1975年,Miller 和Murray 分别报道了电极表面 进行化学修饰的研究,标志着化学修饰电极正 式问世。
5、在生物传感器中的应用
生物传感器是一种将对生物体功能有响应的 最小单体(如酶、抗体等)引入电极,以研究 生物体功能的电极。是多学科的交叉,具有专 一、灵敏、快速、准确的优点。已广泛应用在 临床检测、生化分析和环境检测中。
主要包括酶传感器、免疫传感器、生物亲和 传感器、微生物传感器、组织传感器等。其中 酶传感器和微生物传感器是研究热点。
4、在光电联用技术上的应用
主要指采用电化学激励信号,用光谱技术来 检测体系对电激发信号的响应,能同时获得多 种信息。
如将化学修饰电极的富集性能与石墨炉原子 吸收法的高灵敏度结合,是一种选择性、灵敏 度均比较理想的方法。不仅可以金属离子测定, 也可用于非金属离子、有机物的间接测定,如 精氨酸、头孢拉定的测定。
三、化学修饰电极的应用
1、电化学传感器 一般是利用修饰膜的选择透过性修饰电极的离 子筛效应(如聚3-甲基噻吩修饰电极的离子闸 效应)以及催化特性(如修饰酶的催化作用)。 现已广泛应用于PH传感器、电位传感器、电流 传感器、离子敏感电子器件、生物物质和药物 等的传感电极中。 其中PH传感器研究最多,一些含羟基、N原子 的芳香化合物聚合到电极表面后都具有PH响应 功能,尤以苯胺及衍生物为最。
10、王康丽 严河清 白延利 王鄂凤,氮氧化物电化学传感器,郑州 轻工业学院学报(自然科学版),2004 (19)4:85-87
11、邹绍芳 门洪 王平,微型电化学传感器研究的最新进展,传感技术 学报,2004 (17)2:336-341
谢 谢!
四、前景及展望
化学修饰电极向着小型化、微型化发展, 如各种纳米修饰电极等微型化电极不断 出现;生物传感器将是研究热点。
化学修饰电极,尤其是生物传感器技术 将会在生物医学、环境检测等领域的应 用有着广阔的前景。
参考文献
1、董绍俊,车广礼,谢远武.化学修饰电极[M].北京:科学出版社, 1995. 2、]Lu G,Miura N,Yamazoe N.Title high-temperature sensors for NO
2、共价键合型:在电极的表面通过键合反应把 预定功能团接在电极表面。
常用基体电极有碳电极、金属和金属氧化物电极
3、聚合物型:利用聚合反应在电极表面形成 修饰膜的电极。 制备方式有氧化还原沉积、有机硅烷缩合、等 离子聚合、电化学聚合等。
4、其他类型:无机物修饰电极,如普鲁士蓝 修饰电极;粘土修饰电极;沸石修饰电极;金 属及金属氧化物修饰电极。
2、在伏安分析、电位溶出中的应用
当修饰剂选择具有配合富集能力的有机物或 聚合物时,修饰电极便可用于溶出伏安法或电 位溶出法中的工作电极,可大大提高富集能力。
电极表面的活性性基团与溶液中的待测物有 四种相互作用:1)离子交换作用;2)络合作 用;3)离子交换-络合协同作用;4)选择性吸 附。可使被测物选择性分离、富集,大大提高 了分析的灵敏度。
6、DNA电化学传感器
DNA生物传感器是一种能将目的DNA的存 在转变为可检测的电、光、声等信号的传感装 置,它与传统的标记基因技术方法相比,具有 快速、灵敏、操作简便、无污染、并具有分子 识别、分离纯化基因等功能,已成为当今生物 传感器领域中的前沿性课题。
DNA电化学传感器 ,就是将 DNA的识别 元素来修饰电极制作的传感器,是目前各种 DNA传感器中最成熟的一种 。
DNA修饰电极所使用的基底电极有玻碳电 极、金电极、碳糊电极和裂解石墨电极等。制 做DNA修饰电极主要有3种方法:吸附法、共 价键合法和组合法 。
应用:1)疾病检测:人类的遗传病和某些传 染病的早期诊断基于已知非正常碱基序列DNA 的测定 。2)环境检测:用小牛胸腺DNA传感 器可以检测水中污染物。3)药物检测:可以 用于一些DNA结合药物的检测以及新型烟雾分 子的设计,抗癌药物的筛选等。
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