植入式神經(jīng)探針是指能夠測量單個(gè)神經(jīng)元細胞的生物電勢并能從外部對神經(jīng)細胞進(jìn)行電刺激的微電極陣列，是近二十年來(lái)隨醫學(xué)、材料學(xué)和微電子機械系統技術(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(zhù)重要的意義。目前植入式探針發(fā)展所面臨的一個(gè)挑戰是微電極與細胞界面阻抗過(guò)大，從而引起電信號的衰減，影響探針的長(cháng)期性能。通過(guò)在微電極表面構筑一層具有低阻抗、高電荷注入和良好生物相容性的導電高分子修飾層，可以提高探針的長(cháng)期穩定性。

本論文以導電聚吡咯對象展開(kāi)研究工作，旨在通過(guò)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟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合材料。論文的第一章綜述了導電高分子聚吡咯及其復合材料的研究進(jìn)展，介紹了聚吡咯在傳感器方面的應用。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(pán)狀及牙膏狀的一系列導電聚吡咯涂層。

討論了對離子種類(lèi)、吡咯單體濃度及聚合過(guò)程沉積電量密度等參數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(guò)電化學(xué)阻抗譜和循環(huán)伏安測試發(fā)現經(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(gè)數量級，充電容量密度可提高至250倍。我們還通過(guò)小鼠海馬神經(jīng)元細胞培養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)反應條件，采用簡(jiǎn)單的一步電化學(xué)法在導電玻璃表面合成了一系列聚吡咯/氧化石墨烯復合膜。通過(guò)紅外光譜、拉曼光譜、X射線(xiàn)衍射、熱重分析和場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡等手段，對制備的復合材料進(jìn)行了結構和形貌的表征。

討論了電化學(xué)合成方法、對離子種類(lèi)及濃度、聚合過(guò)程沉積電量密度等參數對聚吡咯涂層形貌的影響。在實(shí)驗研究的基礎上，結合文獻討論了聚吡咯／氧化石墨烯復合材料的電化學(xué)共沉積過(guò)程及反應機理。并進(jìn)一步制備了固定葡萄糖氧化酶的聚吡咯／氧化石墨烯復合膜修飾玻碳電極，初步探索了復合膜作為葡萄糖酶電極的應用。論文的第四章是在第三章的基礎上，利用氧化石墨烯片層與吡咯陽(yáng)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構的聚吡咯/氧化石墨烯復合涂層。

討論了聚合過(guò)程沉積電量密度、對離子濃度及氧化石墨烯含量等參數對聚吡咯/氧化石墨烯涂層形貌的影響，通過(guò)改變電化學(xué)反應條件調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地提高了2.5個(gè)數量級，且復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。