用于有机混合物中生物相容性电荷传输调控的5,6-二羟基吲哚薄膜

《Materials Chemistry and Physics》：5,6-Dihydroxyindole thin films for biocompatible charge transport modulation in organic blends

　　

摘要

以按照标准步骤合成的5,6-二羟基吲哚为起始材料，通过让其接触氧化性硒盐，设计出一种特殊方案来合成此前未被研究过的三聚体和二聚体物质。对这些新合成的物质进行了表征与鉴定，结果发现它们是由具有高度区域选择性（氧化位置）的途径产生的二聚体和三聚体。随后将这些物质沉积在玻璃基底上（采用旋涂技术，并让其接触氨气以实现聚合），最终得到了稳定性极高且在不同厚度下都具有良好重复性的薄膜。电流电压测试表明，优化后的产物具有稳定的电导率，且属于欧姆性导电材料。结合该材料的高生物相容性，这些薄膜有望被用于制造生物传感器。

章节节选

引言

近几十年来，有机和聚合物导体/半导体以及它们与无机添加剂的复合材料，作为新型电荷传输材料的候选者受到了广泛研究。例如，导电型聚(3,4-乙撑二氧噻吩)与非导电型聚苯乙烯磺酸盐的混合物，是有机电子学应用中最常被研究的有机材料，目前已有大量基于这种混合物的材料相关研究报道[1]，

材料与方法

5,6-二羟基吲哚是按照先前已报道的合成方案[12]制备的。所有试剂均使用市售产品，且其纯度符合要求：二羟基-L-苯丙氨酸（≥98%）、四氯化硒（≥99.8%）、吡啶（≥99.8%）、乙酸酐（≥99%）、碘（≥99%）。所有的化学试剂以及氟化物薄氧化物玻璃都从Sigma-Aldrich公司购买。

DHI-Se化合物的合成与核磁共振表征

准备了一份5,6-二羟基吲哚溶液（溶液1，1毫克溶于100微升溶剂中），以及硒元素

DHI化合物的合成

DHI与SeCl₄发生反应后生成了两种不同的产物A和B，这两种产物是通过色谱纯化方法分离得到的。为了提高A和B的产率，后续反应在表1中所列的不同条件下进行。研究重点在于优化反应参数，尤其是DHI与SeCl₄之间的化学计量比以及反应时间。最初以1:1的化学计量比进行的反应中，氧化反应十分剧烈，且没有

结论

在本研究中，我们通过让DHI与作为氧化剂的四氯化硒发生反应来诱导氧化过程，进而合成了用于制备薄膜的DHI低聚物。化学分析结果为DHI与SeCl₄之间的相互作用提供了有力证据，同时通过核磁共振检测也证实，SeCl₄在催化作用下促进了DHI低聚物的形成，具体为二聚体和三聚体，而且这些产物中并未含有硒原子。

作者贡献说明

Jalal Ahmad：写作——审阅与编辑、写作——初稿撰写、数据可视化、结果验证、实验研究、正式分析、数据整理。Sabriye Aydinoglu：写作——审阅与编辑、实验研究。Serena Traboni：写作——审阅与编辑、数据可视化、实验研究、数据整理。Bing-Cheng Jhang：写作——审阅与编辑、实验研究、数据整理。Emanuele Carrella：写作——审阅与编辑、写作——初稿撰写、数据可视化、结果验证、实验研究、正式分析，

利益冲突声明

声明作者们不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益冲突或个人关系。

致谢

D.C.感谢那不勒斯费德里科二世大学提供的资金支持（FRA-2024-B项目资助）。本研究还得到了那不勒斯大学“费德里科二世”学院物理学博士项目（J.A.）的支持，同时也获得了意大利国家社会保障局（INPS）的财政资助（E.C.）。

Jalal Ahmad|Emanuele Carrella|Bing-Cheng Jhang|Serena Traboni|Sabriye Aydinoglu|Domenica Capasso|Roberto Di Capua|Alessandro Pezzella

意大利那不勒斯，80126，Cinthia街4号，埃托雷·潘奇尼物理系，那不勒斯费德里科二世大学