过氧化物模拟酶电化学传感器的研究

本项目计划设计、合成具有不同结构的膦酸胺（或羧胺）配体小分子或高分子，通过其与变价金属离子作用合成一系列具有电化学活性的金属膦酸胺（或羧胺）配合物。通过电化学和谱学表征，筛选出具有类酶活性的电活性金属膦酸胺（或羧胺）配合物，系统研究其对NO、H2O2及其它过氧化物分子的催化机制、效能。通过电活性金属配合物对NO、H2O2等分子的电催化性能研究，结合金属配合物晶体结构特点，阐明配合物的分子结构、配合物的固定化方法和测试条件等对配合物的电催化性能的影响及机理，进而构建基于金属膦酸胺（或羧胺）配合物为关键材料的高稳定性和高灵敏度的模拟酶电化学传感器。项目研究成果对于阐述新型模拟酶的作用机理、发展模拟酶仿生系统和电分析化学新方法等方面具有重要的理论和实践意义。

鉴于H2O2、NO、NO2–、IO3–等在生物、医疗、制药、环境等领域的重要性，以及电化学装置操作简单、灵敏度高、易微型化等特点，使用化学修饰电极准确、快速地测定H2O2、NO、NO2–、IO3–等浓度已引起广泛关注。本课题设计、合成了多种晶体结构明确、具有电化学活性的金属膦酸胺(或羧胺)配合物。利用溶胶-凝胶、共价键合、静电吸附、π-π堆积等方式将金属膦酸胺(或羧胺)配合物在电极表面进行固定化，成功构建多种金属膦酸胺(或羧胺)配合物基修饰电极。以H2O2、NO、NO2–、IO3–等为检测目标分子，采用电化学方法、 紫外–可见光谱、和傅里叶变换红外光谱等，研究金属膦酸胺(或羧胺)配合物基修饰电极对H2O2、NO、NO2–、IO3–等的电催化机理；考察了溶液pH值、离子强度、温度等对金属膦酸胺(或羧胺)配合物基修饰电极电催化行为的影响，成功构建出多种具有高灵敏度、低检测限、高稳定的金属膦酸胺(或羧胺)配合物为关键材料的电化学传感器。本研究不仅为金属配合物在电化学传感器领域中的应用开辟了新的研究方向，也为发展新型模拟酶仿生系统和电分析化学新方法等方面提供了一定的实践积累和理论基础。