有機電化學晶體管抗壞血酸傳感器的制備及性能研究.pdf

1、有機電化學晶體管傳感器因其工作電壓低、生物兼容性好、可在水溶液中穩(wěn)定使用等特點得到了廣泛的關注，但同時作為傳感器也存在選擇性和靈敏度有待提高的問題。本文以二甲基亞砜(DMSO)摻雜PEDOT∶PSS作為半導體層，制備了電化學晶體管傳感器，將其應用于抗壞血酸分子檢測。并且以納米材料與分子印跡材料修飾晶體管的柵極，分別提高了抗壞血酸檢測時的響應電流及選擇性。本工作所制備的電化學晶體管傳感器對于抗壞血酸的檢測比普遍認同的電化學傳感器具有更高的

2、靈敏度、更低的檢測限、更好的選擇性以及優(yōu)良的線性。并且還以實際樣品代替抗壞血酸試樣以電化學晶體管的方式檢測，收到了良好實驗效果。這些都表明電化學晶體管在快速高效準確的傳感檢測器方面有良好的應用前景。
　　主要工作如下:
　　(1)制備了以PEDOT∶PSS作為半導體層的有機電化學晶體管，研究了DMSO摻雜對其電學性能的影響。并且以X射線光電子能譜分析、傅里葉變換紅外光譜儀、原子力顯微鏡等手段對薄膜的微結構進行了研究。實驗結果

3、表明:DMSO的加入使薄膜表面的PEDOT分子所占的成分有所增加，并出現(xiàn)了一定的相分離，而PEDOT∶PSS薄膜的分子鏈結構并未改變。經(jīng)過DMSO摻雜的PEDOT∶PSS膜的電導率及電學性能均有所提高，其中性能最優(yōu)的為以5％DMSO摻雜的PH1000型PEDOT∶PSS，其電導率為457 S/cm，轉移曲線最高電流可達0.6 mA，比未經(jīng)摻雜的電流提高一倍。因此最終選用5％ DMSO摻雜的PH1000型PEDOT∶PSS作為半導體層，制

4、備電化學晶體管傳感器。
　　(2)為了提高電化學晶體管傳感器的響應電流，以滴涂方式將氧化石墨烯與碳納米管材料分別修飾在柵極上，對抗壞血酸分子進行檢測，并將其檢測結果與電化學傳感器檢測結果進行比對。結果表明，電極表面修飾對抗壞血酸分子的檢測結果具有重要影響，以電導性能較好的碳納米管材料修飾傳感器則檢測響應電流更大，約為未修飾金電極檢測的響應電流的2倍。同時對比兩種傳感器的檢測結果，電化學晶體管傳感器有著更低的檢測限，為1μM。

5、>　　(3)為了提高電化學晶體管傳感器的選擇性，以抗壞血酸(AA)為模板分子、鄰苯二胺(o-PD)為功能單體，在金電極表面電聚合制備分子印跡聚合物膜(MIP)，并以該MIP修飾的電極分別作為電化學傳感器的工作電極與電化學晶體管傳感器的柵極，構建相應的抗壞血酸分子傳感器。實驗結果表明，應用該分子印跡薄膜修飾電極作為柵極的電化學晶體管檢測AA，得到檢測限為300 nM，在100nM-3μM（低濃度）與3μM-100μM（高濃度）兩個范圍內成