多孔聚合物电极组合体用于检测或量化各种分析物。通过制备多孔单块并将导电聚合物施用到单块上，借助存在的导电聚合物以及下面的单块的多孔性特征，就制备出兼具多个有利的导电性能的多孔基底。所得到的多孔电极可以用于定性分析或定量分析，以及俘获和／或释放选定的带电的材料，如核酸。电极基底的孔还可以填充非导电的材料，从而形成具有多个不连续导电面的电极。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含有导电聚合物的多孔复合电极概述导电的聚合物电极用于检测或量化各种分析物。通过制备多孔单块并 将导电聚合物施用到单块上，借助存在的导电聚合物以及下面的单块的多 孔性特征，就制备出兼具多个有利的导电性能的多孔基底。所得到的多孔 电极可以用于定性分析或定量分析，以及俘获和/或释放选定的带电的材 料，如核酸。电极基底的孔还可以填充非导电的材料，从而形成具有多个 不连续导电面的电极。附图简述图l是选定的多孔聚合物电极组合体的横截面图。图2是可替代的多孔聚合物电极组合体的部分横截面图。 图3是另一个可替代的电极组合体的面的透视图。 图4是又一个可替代的电极组合体的部分横截面图。 图5是又一个可替代的电极组合体的横截面图。 图6是又一个可替代的电极组合体的透视图。图7是显示了曱氧基噻吩的电化学聚合的曲线，如实施例1中所述的,如实施例1中所述的。图9示意性地描绘了多孔聚合物膜的制备，如实施例3中所述的。附图说明图10示意性地描绘了玻璃毛细管内的多孔聚合物多孔的制备，如实 施例4中所述的。图11是根据本专利技术实施方案制备的多孔聚合物单块的扫描电镜的显微照片。图12是涂覆在玻璃碳圆盘电极上的聚(3 - 丁基噻吩-2,5 - 二基) 的循环伏安曲线，如实施例5中描述的。图13是涂覆有聚(3 - 丁基噻吩-2,5 - 二基)的网状玻璃碳电极的 显孩t照片，如实施例6中所描述的。图14是涂覆有聚(3 - 丁基瘗吩-2,5 - 二基)的网状玻璃碳电极的 循环伏安曲线，正如实施例6中描述的。所选实施方案的描述图1描绘了示例性的多孔导电聚合物电极组合体10,如横截面图所 示。图1的特定的电极组合体是圆柱形的，尽管多种几何形状适合于所公 开的电极组合体。电极组合体包括为所得到的电极提供基底的多孔单块 12。涂覆到多孔单块的表面上的是导电聚合物14。导电聚合物14通常与电压源电接触。在一个方面，电接触由与聚合 物14电接触的导电层16来提供。电极组合体IO的导电层16围绕圆柱形 的电极组合体本身。电接触可以是直接的或是间接的，前者指导电层16 物理接触聚合物14的至少一部分，后者指如多孔单块12本身是适合导电 的。任何适当耐用的和导电的材料可以用于在导电聚合物14和电压源之 间提供电连接。导电层16通常是高导电的金属，如金、铂、铝、镍或铬。 在电极组合体的特定方面，导电层包括金金属。在可替代的方面，导电层 包括铂。电极组合体可以制造成多种几何形状的任何一种。通常，电极组合体 是多孔的，这可从显微镜下观察到。也就是说，组合体结合了具有通常约 2tim到约100)im直径的孔、空穴或通道17的基底，其中至少一些基底表 面是导电的且能够被充电。多孔基底内的孔、空穴或通道可以人工形成， 或可以作为形成多孔单块12的副产物而提供。这些孔17具有规则或不规 则的形状，且可以按规则排列，如阵列或者非特定的短程有序或长程有序。 通常而言，当电极组合体是多孔的时，沿着曲折路径行进的微通道允许流体流经基底，使得流体至少与导电聚合物的区域间歇地接触。电极组合体改变。在一个方面，电极组合体的多孔特征依靠涂覆到具有期望孔隙率的 多孔单块12上的导电聚合物而形成。虽然用于涂覆多孔单块的导电聚合物可以呈现固有的孔隙率，但是孔径通常非常小。此'微孔隙率，可以包括具有1 - 100nm或1 - 1000nm半 径的孔。此'微孔隙率，不同于多孔的表面特征，或者'微孔隙率，提供 在多孔单块中，且因此被反映在多孔聚合物电极中。此微孔隙率可以包括 具有约2pm到约100pm直径的孔。可替代地，多孔聚合物电极的孔选择 成具有适合于特定分析物分子且与其互补的尺寸。需的足够的强度和完整性，但是所得到的电极的耐用性可以因基底层18 的存在而获得改善，如图所示的用于图2的平面电极组合体。虽然基底可 以参与将电压传导至导电层16和/或多孔单块12,但通常基底为电极组合 体提供了机械完整性，且任选地提供了用于制造电极组合体的基底或基 础。基底18可以由多种材料形成。通常而言，基底由基本上化学惰性的， 且易于成形和/或加工的材料制造。基底可以包括，如金属、玻璃、硅或 其他天然的或合成的聚合物。基底可以形成多种构型中的任何一种。更具 体地说，基底可以依形状和尺寸合适地制造以使所得到的电极组合体可以 与利用毛细通道或纟鼓通道的分析系统一起^^用。存在基底的地方，导电层16通常沉积在基底的表面上以便形成任何 必需的电路，包括电连接到电源。可以经由化学镀、电镀、气相沉积、溅 射或施用导电材料的其他任何合适的方法来施用导电层。为了促进导电层16和多孔单块12或导电聚合物14之间强烈的相互 作用，导电层16可以被物理改性或化学改性以增强与聚合物的相互作用。 例如，导电层16是金属层时，金属表面可以被化学活化或物理糙化，或 者两种方式都进行。特别地，若导电层16是金的金属层，那么用硫醇化 合物化学活化金表面在随后附着聚合物层时是有优势的。在一个方面，金表面可以用a-巯基-PEG-o)-乙醛改性，随后用3-氨丙基曱基丙烯酸酯 (3-minopr叩ylmethacrylate )处理，得到了可以在应用聚合多孔单块12的过 程中进行共聚合反应的活性表面部分。多种含硫化合物及其衍生物(如硫 醇或二硫化物)可以用于改性金的导电面。如上所述，电极组合体IO可以包括已经被施用到下面的多孔单块12 的导电面聚合物14。电极组合体10可以通过在导电层16上制备多孔单 块来制备，这种制备方式使得被施用的多孔单块结合期望的表面特征，即 具有期望尺寸、形状和排列的空穴、孔和/或缺陷。接着，多孔单块可以 通过在其整个多孔结构中施用期望的导电聚合物14而得到改性。多孔单 块可以由导电材料或非导电材料制备，假设在导电聚合物14和导电层16 之间提供电连接。若多孔单块12基本上是非导电的，则可以施用多孔单 块以便暴露部分导电层，且因此被设置成与导电聚合物12电连通，如图 1中的20所示。若多孔单块本身是导电的，则多孔单块本身可以起到直 接的电连接作用，而无需导电层。通常，导电层16在导电聚合物14和施 加的电压源之间提供良好的电连接。特别有优势的多孔单块可以由聚(丙烯酸)或聚(丙烯酸)共聚物的 三维多孔膜制备，其可以原位聚合且以共价键的方式键合到导电层16的 表面。多孔聚合物单块膜可以通过选定的单体亚单元的自由基聚合反应来 制备。单分子光引发剂和/或双分子光引发剂可以用于引发光聚合反应。 可以期望使用单分子光引发剂和双分子光引发剂的组合，这样即使存在 氧，系统也能够进行乙烯基和次乙基单体的自由基聚合反应。例如，合适的多孔聚合物单块可以通过丙烯酸和亚曱基双丙烯酰胺的 混合物的聚合反应来制备，可以使用单分子光引发剂和双分子光引发剂的 组合来进行此聚合反应。合适的单分子光引发剂包括，但不限于，苯偶姻 酯、苯偶酰缩酮、a-二烷氧基苯乙酮、a-羟基苯烷基酮、a-氨基烷基 -膦和酰基氧化膦。合适的双分子光引发剂通常需要诸如胺的共引发剂以 生成自由基。双分子光引发剂包括，但不限于，二苯曱酮、瘗吨酮、二茂 钛。在一个方面，釆用相分离/沉淀技术制备多孔聚合物单块以便形成期 望的单块孔隙率，以及由此而来的所得到的电极的孔隙率和/或表面特征。 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多孔的聚合物电极组合体，其包括： 多孔单块； 导电聚合物，所述导电聚合物施用到所述多孔单块的至少一部分，使得所述导电聚合物的表面界定多孔的表面特征；以及 导电材料，所述导电材料与所述导电聚合物的至少一部分电接触，所述导电材料适于提供至电源的电连接。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：奥瑞克NK劳，康拉德佛尔斯蒂茨，克里斯蒂安M斯卡布，
申请(专利权)人：阿普尔拉股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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