蛋白质直接电化学研究及其应用

蛋白质直接电化学研究在生物电化学中具有重要地位,对于蛋白质结构-功能研究、蛋白质电子传递过程的热力学和动力学研究都有着重要意义,而且是研制第三代电化学生物传感器的基础.本文对在裸电极、分子自组装修饰电极和模拟生物膜修饰电极上进行蛋白质直接电化学的研究及相关应用进行简要综述.     

蛋白质直接电化学研究及其应用

蛋白质直接电化学研究在生物电化学中具有重要地位,对于蛋白质结构-功能研究、蛋白质电子传递过程的热力学和动力学研究都有着重要意义,而且是研制第三代电化学生物传感器的基础。本文对在裸电极、分子自组装修饰电极和模拟生物膜修饰电极上进行蛋白质直接电化学的研究及相关应用进行简要综述。     

蛋白质直接电化学研究及其应用

蛋白质直接电化学研究在生物电化学中具有重要地位，对于蛋白质结构．功能研究、蛋白质电子传递过程的热力学和动力学研究都有着重要意义，而且是研制第三代电化学生物传感器的基础。本文对在裸电极、分子自组装修饰电极和模拟生物膜修饰电极上进行蛋白质直接电化学的研究及相关应用进行简要综述。     

基于血红蛋白/纳米金修饰离子液体电极的电化学生物传感器

氧化还原蛋白质在工作电极上的直接电化学对于研究生命体系的电子转移机理,了解生命过程中的氧化还原机理,开发新型电化学生物传感器有着重要的意义~([1]).目前较多的工作是利用各种媒介体、促进剂和纳米材料修饰电极来实现蛋白质的直接电子转移.离子液体修饰电极(CILE)是以离子液体为修饰剂和粘合剂的一种新型化学修饰电极,在生物电分析化学已经应用.本文在CILE表面修饰纳米金用于血红蛋白的固定及其直接电化学行为的研究,取得了较好的结果.     

氧化还原蛋白质的电荷传递及界面行为

本文综述了近年来氧化还原蛋白质电子传递与界面行为研究领域的最新进展.主要基于作者所在实验室并参考其他实验室的研究成果,总结了蛋白质与电极间的直接电子传递、蛋白质热力学和动力学性质、蛋白质的催化活性及其调节等相关领域的工作进展.近几年的研究表明,电化学技术已成为蛋白质研究的重要工具,对于氧化还原蛋白质的电子传递与界面行为的研究更是一种有效的技术手段.     

细胞色素c在纳米氧化铝模板修饰电极上的直接电化学

细胞色素c(Cytochrome c,Cyt c)是生物体中最常见的氧化一还原蛋白质,研究其在电极上的直接电化学,对于理解和认识生命体内的电子转移机制具有重要意义。Cytc与裸固体电极表面的直接接触通常会使其失去生物活性,因此,Cytc的电化学研究常借助于媒介体以实现其与电极之间的电子转移。纳米金属氧化物模板的表面积大且化学和光化学性质稳定,被广泛应用于太阳能电池和金属沉积等领域,本文研究氧化铝(AAO)模板对4,4’-二硫二吡啶存在下Cytc直接电化学促进作用。     

血红素蛋白质的电化学行为

本文对生物大分子电化学行为这一新兴研究领域作了概述，介绍了其研究意义和重要性，主要讨论了血红素蛋白质的直接电化学行为，电极表面电子传递过程，目前的研究概况及已经取得了成果，引用参考文献９７篇。     

不同乙氧基链段的非离子型表面活性剂在电极表面的电化学行为

蛋白质是生命的基础,研究氧化还原蛋白质的直接电化学不仅对模拟生物体系电子传递机理具有重要意义,而且为传感器的构筑提供了理论基础。遗憾的是,蛋白的直接电化学在裸电极上很难实现,许多研究者通过在电极上引入表面活性剂来克服该缺点.值得思考的是为什么在表面活性剂存在下,蛋白与电极之间才能实现直接电化学?甚至促进蛋白与电极之间的电子转移速率?因此研究表面活性剂在电极表面上的形态非常必要.我们主要讨论不同乙氧基单元的表面活性剂与蛋白之间在玻碳电极上的电子转移过程.结果表明不同表面活性剂提供给蛋白不同的微环境.当表面活性剂的乙氧基链长达到最佳值时,该修饰电极能固载更多的蛋白.我们利用紫外光谱法检测蛋白在固载过程中是否变性,同时也对所构筑的修饰电极的电催化性能进行表征.     

氧化还原蛋白质在模拟生物膜修饰电极上的直接电化学

评述了氧化还原蛋白在模拟生物膜这种新型的化学修饰电极上的直接电化学研究的进展。对蛋白质在表面活性剂薄膜电极和多层复合薄膜电极上的电化学行为、模拟生物膜的超分子结构以及蛋白质在该类薄膜修饰电极上对不同底物的电催化性质进行了较详细的介绍。     

固定在硬脂酸Langmuir-Blodgett膜中的辣根过氧化酶修饰电极的直接电化学行为

近年来,氧化还原蛋白质的直接电子转移反应引起了越来越多研究者的兴趣~([1]),研究氧化还原蛋白质的直接电子转移反应,不仅对于探索生命体内的生理作用机理等理论研究具有重要意义,而且为制备基于氧化还原蛋白质直接电化学行为的第三代生物传感器奠定了技术基础.本文研究了硬脂酸(SA)Langmuir-Blodgett(LB)膜固定的辣根过氧化物酶(HRP)在金电极(Au)上的直接电化学行为.     

Nano-NiO/Nafion膜修饰电极的电化学行为研究

纳米材料修饰电极是将纳米科学与化学修饰电极有机结合起来的一个新的研究领域.将纳米材料的独特性能应用到电分析化学中,成为电化学分析领域一个研究热点.抗坏血酸的分析方法有光度法、滴定法和电化学分析法~([1,2])等.在裸电极上,抗坏血酸的电化学氧化存在较高的过电位,因此,电化学分析中一般采用化学修饰电极.     

血红蛋白在二氧化铈修饰电极上的直接电化学

将二氧化铈(CeO₂)与酶复合修饰电极, 采用循环伏安法研究了血红蛋白(Hb)在CeO₂修饰的玻碳电极上的电化学行为. 实验表明, 固定在CeO₂材料上的Hb, 不仅能有效地与电极表面进行直接电子转移, 而且能够保持其生物催化活性. 制得的Nafion/CeO₂/Hb/GC修饰电极的电子传递速率k_s为(0.68±0.09) s^－1, 对H₂O₂的检测限为1.013 μmol•L^－1, 重现性和稳定性较好. CeO₂在实验中体现出一定的生物相容性, 起到了促进Hb与电极之间进行直接电子传递的作用. CeO₂修饰电极进行蛋白质直接电化学测定以及酶生物电催化的成功实践, 为稀土氧化物材料在电化学传感领域中的应用开辟了思路.     

生物电化学简介

简单介绍了生物电化学研究领域的概况。包括：生物膜与生物界面模拟研究（ＳＡＭ膜模拟生物膜的电化学、液／液界面模拟生物膜的电化学），用于生命科学的电化学技术（电脉冲基因直接导入、电场加速作物生长、癌症的电化学疗法、电化学控制药物释放、在体研究的电化学方法、生物分子的电化学行为）和电化学生物传感器（酶电极传感器、微生物电极传感器、电化学免疫传感器、组织电极与细胞器电极传感器、电化学ＤＮＡ传感器）。     

亚甲蓝修饰电极推动的血红素蛋白质直接电子转移反应

本文研究了几种血红素蛋白质包括牛血红蛋白, 人肌红蛋白和马心细胞色素C在亚甲蓝修饰电极上的非均相电子转移反应, 采用光透薄层光谱电化学法监测了血红素蛋白的直接电化学反应过程, 并进行了动力学研究。     

生物分子电催化的研究(Ⅲ)——血红蛋白在甲酚固紫修饰碳糊电极上的电催化

血红蛋白是脊椎动物红细胞内的呼吸蛋白,但由于其电活性中心不容易暴露以及在电极表面强烈吸附造成电极的钝化,使得它在一般固体电极上的电子传递速率很慢,得不到有效的电流响应。有关血红蛋白在固体电极上的电化学行为的研究很少。众多的分析化学家都在积极寻求加速血红蛋白电子传递速度的途径,使蛋白质直接电化学分析成为可能。最近的研究表明,某些染料修饰电极可以促进血红蛋白的电极过程,从而获得有效的电流响     

血红蛋白/纤维素季铵盐层层组装膜直接电化学及其生物传感研究

蛋白质与电极间的直接电子交换可以为生物活体内蛋白质的电子转移机制提供模型,同时也为构筑新型的生物传感器奠定基础~([1]).层层组装技术是近年来兴起的构建蛋白质多层薄膜的方法,此技术构建生物电化学传感器主要依靠聚阳离子与生物阴离子的静电引力在电极表面形成有序的多层薄膜~([2]).周金平等将纤维素与3-氯-2-羟丙基三甲基进行反应合成了一种新型的纤维素季铵盐~([3]),它是一种聚阳离子电解质.而通过pH的调节可使血红蛋白带上不同的电核~([4]).基于血红蛋白和纤维素季铵盐之间的静电引力,通过层层组装技术将血红蛋白和纤维素季铵盐逐层固定在玻碳电极表面,形成了有序排列的多层薄膜并实现了血红蛋白的直接电化学,在此基础上制备了H_2O_2无中继体电化学传感器.     

变温电化学原位红外光谱及其对乙醇电催化氧化研究

正1背景介绍电化学作为研究多相界面结构和电荷传递过程,以及化学能与电能相互直接转化的科学,是化学和能源领域学者关注的重要方向之一。特定体系中,研究物质在电极表面的反应机理,对于筛选适合电化学反应的电极界面和电极材料具有重要意义。传统的电化学方法受检测手段限制,无分子水平表征能力,难以得到反应机理。20世纪80年代兴起的电化学原位红外光谱技术~1,将电     

Mb/AuNPs/MWCNTs/GC电极对H2O2电催化性能的研究

采用还原法制备了AuNPs/MWCNTs复合材料,并构建了氧化还原蛋白质的固定化和生物传感界面AuNPs/MWCNTs/GC电极.以肌红蛋白(Myoglobin,Mb)为例,研究了固定化蛋白质在AuNPs/MWCNTs/GC电极上的直接电化学.结果表明,AuNPs/MWCNTs复合材料不仅能有效地促进Mb与电极表面的直接电子转移,而且能很好地保持固定化Mb的生物催化活性.Mb/AuNPs/MWCNTs/GC电极对H2O2具有良好的电催化还原性能,其线性响应范围为1～138μmol·L-1,检测限为0.32μmol·L-1(S/N=3),并具有较低的米氏常数(0.143 mmol·L-1).该电极操作简单,响应迅速,稳定性和重现性好,有望用于蛋白质的固定化及第三代生物传感器的制备.     

硫化镉修饰电极的光电化学行为

对半导体电极表面进行修饰,使它能吸收与太阳.光谱相匹配波长范围的光和具有良好电化学活性是光电化学研究领域中的一个课题.     

血红蛋白和SiO2凝胶层层组装膜在碳纳米管/金纳米粒子修饰电极界面上的直接电化学及电催化研究

以SiO2凝胶膜和蛋白质交互组装法固定血红蛋白(Hb), 对其进行了电化学和电催化研究. 首先制备碳纳米管/金纳米粒子复合材料修饰的MWNTs-Au/GC电极, 为防止蛋白质在电极表面流失, 将Hb和自制的SiO2凝胶膜交替滴涂到电极表面, 得到SiO2/Hb层层组装膜修饰电极, 即{SiO2/Hb}n/MWNTs-Au/GC电极, n=2为优化层数. Hb在{SiO2/Hb}2/MWNTs-Au/GC电极上仍能保持其特有的生物活性, 并能与电极进行稳定快速的电子直接转移, 同时表现出过氧化物酶特性, 对H2O2具有良好的生物电催化还原能力.