一种多功能共轭聚合物：用于葡萄糖检测的电致变色器件与生物传感器构建

摘要： 首个电化学聚合含噻唑并噻唑的电致变色导电聚合物实例——通过循环伏安法合成了聚(2,5-二(呋喃-2-基)噻唑并[5,4-d]噻唑)(PTTzFr)。该聚合物结构以呋喃单元为给体、噻唑并噻唑单元为受体。在ITO镀膜玻璃载玻片上制备了PTTzFr薄膜，并研究了其电化学与光电特性。该聚合物薄膜表现出可逆氧化还原行为及从橙红色到灰色的可逆电致变色特性（带隙值为1.80 eV），具有快速响应时间（0.3秒和0.4秒）以及在可见光和近红外区域的高光学对比度（460纳米处38%，1225纳米处63%）。通过将该聚合物与聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)构建双类型电致变色器件(ECD)，实现了光电器件应用。所得器件在450纳米波长下200秒内保持透光率不变，展现出卓越的光学记忆性能。此外，本研究构建了含共轭聚合物(PTTzFr)的生物传感器用于葡萄糖分析，该架构为生物传感应用提供了有前景的检测系统。通过将聚合物薄膜涂覆于石墨电极表面并固定葡萄糖氧化酶，制成了葡萄糖生物传感器。该传感器成功应用于饮料中葡萄糖的测定，在优化条件下检测限低至12.8×10?3 mM，灵敏度高达65.44 μA·mM?1·cm?2。据我们所知，这是首次尝试利用电化学聚合的PTTzFr同时构建兼具优异性能的传感器与ECD，该方法显著提升了生物传感器和ECD的特性。