マイクロモルのドーパミン-キノン前駆体濃度から離れたポリドーパミン様コーティングの合成、フォローアップ、および特性評価

Synthesis, Follow-Up, and Characterization of Polydopamine-like Coatings Departing from Micromolar Dopamine--Quinone Precursor Concentrations.

• Andrés M Jaramillo
• Ricardo Barrera-Gutiérrez
• María T Cortés

抄録

神経伝達物質ドーパミン（DA）に由来する酸化種の理解は、医療分野（パーキンソン病）だけでなく、ポリドーパミン（PDA）膜の形成プロセスが活発な材料科学の分野にとっても重要なテーマです。DAの化学酸化により、ほぼすべての表面と強く相互作用しながらも導電性が低いポリマーが得られています。電気伝導性はいくつかの用途で望まれる特性であるため、電気化学的PDA合成のような成膜代替法が提案されているが、その結果はまだ不十分である。このような背景から、我々は、グラッシーカーボン電極上の新しいPDAの化学電気化学的堆積プロセスを提案する。電気化学的堆積の前にドーパミンをドーパミン--キノンに変換する化学酸化ステップは、前駆体濃度をマイクロモルの範囲に減少させるために重要であった。この方法で合成したPDA様膜は、高い密着性と低い電荷移動抵抗を有しており、インピーダンス測定やPDA様膜の上にポリピロールコーティングを電着することに成功した。さらに、GC表面を陽極酸化することで、pH領域においてDA酸化に由来する6つの電気活性カップルに対する感度が向上することを確認した。これらの結果は、PDAの電気化学的重合中に形成される中間体の複雑さを示している。

The understanding of oxidized species derived from the neurotransmitter dopamine (DA) is a relevant topic for both the medical field (Parkinson's disease) as well as for the field of materials science where the formation process of polydopamine (PDA) films is an active area of research. Polymers that interact strongly with almost all surfaces but have a low electrical conductivity have been obtained by the chemical oxidation of DA. Since electrical conductivity is a desired property for several applications, deposition alternatives such as electrochemical PDA synthesis have been proposed, but the results are still insufficient. In this context, we propose a new PDA chemical-electrochemical deposition process on glassy carbon electrodes. The chemical oxidation step that converts dopamine into dopamine--quinone previous to the electrochemical deposition was crucial to decrease the precursor concentration to the micromolar range. The PDA-like films synthesized by this method had high adhesion and low charge-transfer resistance, which was evidenced by impedance measurements and the successful electrodeposition of a polypyrrole coating on top of a PDA-like film. In addition, we observed that anodization of GC surfaces increases sensitivity toward six electroactive couples derived from DA oxidation in the pH regimes studied. These results show the complexity of the intermediates formed during the electrochemical polymerization of PDA.

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