[发明专利]一种制备金电极表面多巴胺自组装单分子膜的方法

说明书

本发明涉及一种制备金电极表面多巴胺自组装单分子膜的方法，构建了金电极表面多巴胺自组装单分子膜，该方法采用一种间接的方式，通过电化学脱保护的方法构建了金电极表面自组装单分子膜，为构建金表面多巴胺自组装单分子膜提供了一种新的方法。

技术领域

本发明属于制备新型金表面自组装单分子膜的界面化学技术领域，特别涉及一种新型的制备金电极表面多巴胺自组装单分子膜的方法，通过将金电极表面的具有甲基保护的多巴胺自组装单分子膜进行电化学脱保护实现的。

背景技术

自组装单分子膜(SAM)是指在基底表面上通过自发反应组装成单层分子，其具有方便、灵活、简单、生物相容性好的特点。通过共价键将功能性分子结合到金属表面上是改变表面性质相当有吸引力的方法。构建由不同种类的功能分子形成的自组装单分子膜有很多方面的应用，例如化学动力学、生物/化学检测、细胞粘附、表面润湿性控制、分子/蛋白识别等多种领域都有广泛应用。

多巴胺(DA)是一种重要的神经递质分子，其在人类的中枢神经系统中起到关键的作用，并能够调节部分脑电路。聚多巴胺(PDA)近年来已成为一种高度通用的生物涂层和粘附剂。聚多巴胺由Messersmith等人的首次报道，该工作描述了一种简单但有效的涂层方法，在弱碱性水溶液中的DA会发生自发氧化，生成的PDA聚合物会沉积在基底表面，在基底表面形成一层均匀的PDA薄膜。然而，与DA SAM明确的结构相比，PDA的结构仍然存在争议。以邻苯二酚结构作为固定基团的二氧化钛表面的DA SAM(氨基为端基的DA SAM)被作为其他功能分子的连接中间体已经被广泛的研究。DA分子中的氨基可以与金表面形成共价键，这一点为在金表面构建以氨基为连接基团的DA SAM(邻苯二酚为端基的DA SAM)提供了可能性。金表面上的邻苯二酚为端基的DA SAM可以提供具有明确结构、电化学活性和生物相容性的表面。然而，邻苯二酚为端基的DA SAM至今为止还没有构建成功。金表面邻苯二酚为端基的DA SAM构建的主要困难如下：(i)碱溶液中的DA可进行自发氧化，并在金表面形成PDA聚合物；(ii)DA的氨基在酸性溶液中发生质子化，不能与金表面形成共价键。因此，应使用间接的方法而不是将直接将DA分子固定在金表面上，从而获得金表面上邻苯二酚为端基的DA SAM的构建。

发明内容

本发明解决的技术问题是：为填补研究上的空白，本发明中提到的DA SAM均为邻苯二酚为端基的DA SAM。本发明成功地构建了金电极表面邻苯二酚为端基的DASAM，用一种新方法构建了金电极表面多巴胺自组装单分子膜，该方法采用一种间接的方式，通过电化学脱保护的方法构建了金电极表面自组装单分子膜，为构建金表面多巴胺自组装单分子膜提供了一种新的方法。

本发明的技术方案是：一种制备金电极表面多巴胺自组装单分子膜的方法，包括以下步骤：

步骤一：制备金电极：在玻璃片同一面上先蒸镀一层大于3nm厚的铬，再在铬层上蒸镀一层大于50nm厚的金；之后整体依次在二次水、无水乙醇和二氯甲烷中润洗3次，除去金片表面的灰尘和有机物；

步骤二：金电极表面构建p-DA SAM，包括以下子步骤：

子步骤一：配制p-DA分子的二氯甲烷溶液，配制溶液的方法即为向二氯甲烷溶液中加入适量的p-DA分子，其中p-DA分子的浓度为大于或等于10^-4mol/L，通氩气、氮气惰性气体10s以上除去溶液中的氧气。

子步骤二：将步骤一中处理好的金电极浸泡在除氧后的二氯甲烷溶液中，密闭静置12h以上，溶液中的p-DA分子通过氨基与金电极表面形成共价键，从而在表面形成p-DA-SAM；

子步骤三：静置12h以上后，取出金电极，用二氯甲烷冲洗金电极表面物理吸附的分子，并用氩气吹干，得到组装好的金电极表面的p-DA-SAM；

步骤三：对步骤二得到的p-DA SAM进行电化学脱保护，得到氧化态的DA-SAM，包括以下子步骤：