植入式神經(jīng)探針是指能夠測量單個神經(jīng)元細(xì)胞的生物電勢并能從外部對神經(jīng)細(xì)胞進(jìn)行電刺激的微電極陣列，是近二十年來隨醫(yī)學(xué)、材料學(xué)和微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展而產(chǎn)生的新興科學(xué)成果，對多種腦部疾病的治療有著重要的意義。目前植入式探針發(fā)展所面臨的一個挑戰(zhàn)是微電極與細(xì)胞界面阻抗過大，從而引起電信號的衰減，影響探針的長期性能。通過在微電極表面構(gòu)筑一層具有低阻抗、高電荷注入和良好生物相容性的導(dǎo)電高分子修飾層，可以提高探針的長期穩(wěn)定性。

本論文以導(dǎo)電聚吡咯對象展開研究工作，旨在通過簡單、經(jīng)濟(jì)的手段合成性能符合需求的神經(jīng)微電極修飾層，研究合成條件對修飾后微電極的性能影響，探索可用于神經(jīng)微電極修飾的新型復(fù)合材料。論文的第一章綜述了導(dǎo)電高分子聚吡咯及其復(fù)合材料的研究進(jìn)展，介紹了聚吡咯在傳感器方面的應(yīng)用。論文的第二章以吡咯單體為原料，使用了聚苯乙烯磺酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉兩種摻雜劑，改變電化學(xué)聚合條件，分別在表面帶有鉑層的硅片和神經(jīng)微電極上電化學(xué)沉積了菜花狀、緊密堆積的空心球體、圓盤狀及牙膏狀的一系列導(dǎo)電聚吡咯涂層。

討論了對離子種類、吡咯單體濃度及聚合過程沉積電量密度等參數(shù)對聚吡咯涂層的形貌及修飾后微電極電化學(xué)性能的影響，通過電化學(xué)阻抗譜和循環(huán)伏安測試發(fā)現(xiàn)經(jīng)聚吡咯修飾后的微電極在1 kHz處的阻抗比未經(jīng)修飾的微電極降低了3個數(shù)量級，充電容量密度可提高至250倍。我們還通過小鼠海馬神經(jīng)元細(xì)胞培養(yǎng)研究了聚吡咯涂層的生物相容性。論文的第三章以吡咯單體和氧化石墨烯片層為原料，使用了聚苯乙烯磺酸鈉和1，5-萘二磺酸兩種摻雜劑，改變電化學(xué)反應(yīng)條件，采用簡單的一步電化學(xué)法在導(dǎo)電玻璃表面合成了一系列聚吡咯/氧化石墨烯復(fù)合膜。通過紅外光譜、拉曼光譜、X射線衍射、熱重分析和場發(fā)射掃描電鏡等手段，對制備的復(fù)合材料進(jìn)行了結(jié)構(gòu)和形貌的表征。

討論了電化學(xué)合成方法、對離子種類及濃度、聚合過程沉積電量密度等參數(shù)對聚吡咯涂層形貌的影響。在實驗研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合文獻(xiàn)討論了聚吡咯／氧化石墨烯復(fù)合材料的電化學(xué)共沉積過程及反應(yīng)機(jī)理。并進(jìn)一步制備了固定葡萄糖氧化酶的聚吡咯／氧化石墨烯復(fù)合膜修飾玻碳電極，初步探索了復(fù)合膜作為葡萄糖酶電極的應(yīng)用。論文的第四章是在第三章的基礎(chǔ)上，利用氧化石墨烯片層與吡咯陽離子自由基及聚吡咯之間的靜電作用力，采用電化學(xué)方法直接在神經(jīng)微電極表面合成了具有粗糙表面及聚吡咯包裹氧化石墨烯片層的三明治鼓包結(jié)構(gòu)的聚吡咯/氧化石墨烯復(fù)合涂層。

討論了聚合過程沉積電量密度、對離子濃度及氧化石墨烯含量等參數(shù)對聚吡咯/氧化石墨烯涂層形貌的影響，通過改變電化學(xué)反應(yīng)條件調(diào)控了修飾后微電極的電性能。聚吡咯/氧化石墨烯涂層修飾的微電極在1 kHz處的阻抗小于未經(jīng)修飾微電極阻抗的10%，微電極的充電容量密度也相應(yīng)地提高了2.5個數(shù)量級，且復(fù)合材料修飾微電極的電性能比單純聚吡咯修飾的微電極也有所提高。