氯过氧化物酶在碳纳米管修饰电极上的直接电化学研究

将氯过氧化物酶固定到单壁碳纳米管修饰玻碳电极,其循环伏安曲线出现一对准可逆氧化还原峰,说明碳纳米管能够很好地促进氯过氧化物酶在电极表面的直接电子传递.该过程与溶液pH值有关,可指认氯过氧化物酶在电极表面发生的是一电子一质子传递反应.该修饰电极制作简单,性能稳定,且对氧还原具有很好的电催化效应.     

辣根过氧化物酶在表面活性剂膜中的直接电化学

利用3种表面活性剂分别将辣根过氧化氢酶固定在裂解石墨棱面（edge-plane pyrolytic graphite,EPG)电极表面,研究了辣根过氧化物酶（HRP）中Fe(Ⅲ）／Fe（Ⅱ）电对与电极之间的直接电子传递过程以及酶催化双氧化还原过程。实验结果表明：（1）表面活性剂是一种固定酶的理想材料;（2）这种体系可能构造第三代生物传感器,对解释生物体代谢过程具有理论意义,对制备第三代生物传感器具有应用价值。     

辣根过氧化物酶直接电化学传感器检测过氧化物的研究

该文以高比表面积的泡沫镍电极(Ni foam)为基础,通过电沉积碳纳米管(CNTs)制备了CNTs/Ni foam。然后在十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的辅助下,通过一步法电沉积纳米金(AuNPs)将辣根过氧化物酶(HRP)固定到电极表面,制备了HRP-AuNPs/CNTs/Ni foam直接电化学酶传感器。并采用SEM、能谱(EDS)和电化学方法对该电极进行了表征,优化了测试电位和pH值,将该传感器对过氧化氢及2种有机过氧化物进行了检测。结果表明,该传感器性能良好,对过氧化氢、过氧化氢异丙苯、2-过氧化丁酮具有良好的催化检测性能,其检出限分别为1.2×10~(-7)、4.5×10~(-7)、2.5×10~(-7) mol/L。     

基于明胶-碳纳米管的辣根过氧化物酶修饰电极在离子液体中的直接电化学

制备了明胶(Gel)-多壁碳纳米管(MWCNTs)纳米复合物,将其修饰在玻碳电极表面,再吸附辣根过氧化物酶(HRP),制得明胶-多壁碳纳米管-辣根过氧化物酶修饰电极(Gel-MWCNTs-HRP/GCE).该修饰电极在PBS中的循环伏安图上出现了一对峰形良好、几乎对称的氧化还原峰,式量电位为-0.356 V(vs.SCE),表明包埋在Gel-MWCNTs中的HRP与电极之间发生了直接电子传递.当扫速在20 ～ 180 mV/s时,氧化峰电流(Ipa)与还原峰电流(Ipc)均与扫速成正比,表明电极过程是受电子传递速率控制的表面传质过程.运用循环伏安法研究了修饰电极的电化学特性,探讨了工作电位、pH值、干扰物质等对修饰电极的影响.实验结果表明,HRP在修饰电极表面能有效和稳定地进行直接电子转移,并保持了其对过氧化氢(H2O2)的生物催化活性.进一步研究发现,在含有亲水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸([BMIM]BF4)的溶液中,修饰电极对H2O2显示出更灵敏的催化活性,其线性范围为2.0×10-7～0.13 mol/L,检出限(S/N =3)为2.3×10-8 mol/L.该电极具有灵敏度高、重现性及稳定性好、使用寿命较长等优点,同时还显示了较好的抗干扰能力.     

辣根过氧化物酶修饰电极在离子液体[EMIM]BF4中的直接电化学

将壳聚糖(Chi)-辣根过氧化物酶(HRP)-多壁碳纳米管(MWCNTs)的复合物修饰在玻碳电极(GCE)表面, 制备了HRP修饰电极(Chi-HRP-MWCNTs/GCE), 并将其用于在亲水性离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸([EMIM]BF4)中HRP的直接电化学研究. 紫外可见光谱和红外光谱表明, HRP在复合物内保持了其原始构象. 电化学研究表明, 该修饰电极在[EMIM]BF4中的循环伏安图上出现了一对峰形良好、几乎对称的氧化还原峰, 式量电位为－0.247 V (vs. Ag/AgCl), 说明包埋在Chi-MWCNTs中的HRP与电极之间发生了直接电子传递; HRP在电极表面直接电子转移的速率常数ks为3.12 s－1; 在65 ℃的[EMIM]BF4中HRP仍然保持其活性; HRP修饰电极对过氧化氢的还原具有电催化作用, 其表观米氏常数Km为5.6×10－5 mol•L－1, 催化电流与过氧化氢浓度在5.0×10－7～5.0×10－5 mol•L－1范围内呈线性关系, 检出限为2.0×10－7 mol•L－1. 该研究为非水相生物传感器的构制提供了一种新途径.     

辣根过氧化物酶在碳纳米管-离子液体修饰碳糊电极上的直接电化学研究

以室温离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（［EMIM］PF6）为粘合剂与多壁碳纳米管（Multi-walled carbon nanotubes,MWCNTs）、石墨粉相混合制备新型碳糊电极,并在该电极表面修饰辣根过氧化物酶（HRP）制成新型碳糊酶电极（HRP-MWCNTs-CILE）。应用循环伏安法（CV）和计时电流法（it）研究了该修饰电极的直接电化学行为。结果表明,该修饰电极在pH 6.0的0.05 mol/L磷酸缓冲溶液中,其循环伏安曲线上出现了1对准可逆的氧化还原峰,为HRP中Fe（Ⅲ）/Fe（Ⅱ）电对的特征峰。该修饰电极对过氧化氢具有良好的催化活性、抗干扰能力和稳定性。在最佳条件下,修饰电极对H2O2的测定线性范围为7.0×10-6~3.0×10-3 mol/L,检出限（S/N=3）为2.5×10-6 mol/L。该传感器具有制备简单、成本低廉、响应快等特点,具有较好的应用前景。     

辣根过氧化物酶在碳纳米管-离子液体修饰碳糊电极上的直接电化学研究

以室温离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([EMIM]PF6)为粘合剂与多壁碳纳米管(Multi-walled carbon nanotubes,MWCNTs)、石墨粉相混合制备新型碳糊电极,并在该电极表面修饰辣根过氧化物酶(HRP)制成新型碳糊酶电极(HRP-MWCNTs-CILE)。应用循环伏安法(CV)和计时电流法(it)研究了该修饰电极的直接电化学行为。结果表明,该修饰电极在pH 6.0的0.05 mol/L磷酸缓冲溶液中,其循环伏安曲线上出现了1对准可逆的氧化还原峰,为HRP中Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)电对的特征峰。该修饰电极对过氧化氢具有良好的催化活性、抗干扰能力和稳定性。在最佳条件下,修饰电极对H2O2的测定线性范围为7.0×10-6~3.0×10-3mol/L,检出限(S/N=3)为2.5×10-6mol/L。该传感器具有制备简单、成本低廉、响应快等特点,具有较好的应用前景。     

碳纳米管修饰电极上葡萄糖氧化酶的直接电子转移

制备了碳纳米管修饰玻碳电极(CNT/GC), 利用吸附的方法将葡萄糖氧化酶(GOx)固定到CNT/GC电极表面, 形成GOx-CNT/GC电极．研究了GOx的直接电子转移, 实验结果表明, GOx在CNT/GC电极表面没有发生变性, 能进行有效和稳定的直接电子转移反应, 其循环伏安图上表现出一对很好的、几乎对称的氧化还原峰; 式量电位E^0’几乎不随扫速(至少在10~140 mV·s^−1的扫速范围内)而变化, 其平均值为−0.456±0.0008 V (vs. SCE); GOx在CNT/GC电极表面直接电子转移的速率常数为1.74±0.42 s^−1, 比文献中报道的值大了数十倍; 进一步的实验结果显示, 固定在CNT/GC电极表面的GOx能保持其对葡萄糖氧化的生物电催化活性, 而且电催化活性很稳定. 文中制备碳纳米管修饰电极和固定酶的方法具有简单和易于操作等优点, 可用于获得其他生物氧化还原蛋白质和酶的直接电子转移.     

聚邻苯二胺膜电极中辣根过氧化物酶的电子传递

利用酸的电化学固定法制备含辣根过氧化物酶的聚邻苯二胺膜电极，研究其伏安行为及对Ｈ２Ｏ２还原的生物电催化作用，结果表明，在所述生物电催化反应中酶与聚合物基质 直接电子传递，但对新制的酶电极而言，电聚合时生成并包埋在酶膜中的寡聚体可作为电子传递体加速氧化态酶的再生，根据酶电极电流响应实验曲线的拟合，发现经态酶的再生速度随是极电位的变化表观上符合Ｔａｆｅｌ关系式，提出了酶反应学参数的测定方法。     

固定化辣根过氧化物酶在有机/水混合溶液中的电化学

用魔芋多糖(KGM)将辣根过氧化物酶(HRP)固定在玻碳电极(GCE)表面, 制备了HRP-KGM膜修饰电极. 在乙醇等亲水性有机溶剂与水的混合溶液中, 包埋在KGM中的HRP 可以与电极发生直接电子传递, 且能催化还原过氧化氢、氢过氧化异丙基苯、氢过氧化叔丁基、过氧化丁酮等过氧化物. HRP-KGM膜修饰电极具有较好的稳定性和重现性, 可用于这些物质的定量检测.     

基于硫堇/碳纳米管修饰金电极的过氧化氢生物传感器

制备了以硫堇(TH)、纳米金(Nano-Au)及多壁碳纳米管(MWNT)修饰的H2O2生物传感器.探讨了工作电位、温度、pH对电极响应的影响,考察了电极的重现性、抗干扰能力及使用寿命.该传感器具有线性范围宽、检出限低、灵敏度高、稳定性好和抗干扰能力强等特点.其线性范围为7.0×10-7～4.0×10-3 mol/L;检出限为2.3×10-7 mol/L;灵敏度为0.13 A/(mol L-1 cm2);达到稳定电流所用时间《9 s.米氏常数为0.62 mmol/L,表明所固定的酶具有较高的生物活性.     

纳米二氧化钛对辣根过氧化酶催化作用

将辣根过氧化物酶(HRP)固定在二氧化钛(TiO2)纳米颗粒或纳米管修饰玻碳电极(GC)上,形成纳米TiO2微粒/HRP修饰GC电极和TiO2纳米管/HRP修饰GC电极.比较了HRP在纳米TiO2微粒、TiO2纳米管电极上的直接电子转移反应.实验表明,HRP在TiO2纳米管电极表面更能有效地促进它的电活性中心发生电子交换反应.此外,还测定了HRP标记抗体的电化学性能,为抗原抗体免疫反应信号的选择提供了参考依据.     

Direct Electrochemical Oxidation of NADPH at a Low Potential on the Carbon Nanotube Modified Glassy Carbon Electrode

Introduction Because of its novel structural and electronic proper-ties, high chemical stability, and extremely high me-chanical strength and modulus,1 carbon nanotube (CNT), which has become a major subject of many experimen-tal and theoretical investigations, has a wide potential application from structural materials to nanoelectronic components2-12 since its initial discovery by Iijima13 in 1991 and the subsequent report about the synthesis of large quantities of CNT by Ebbesen and cowork…     

基于胆碱修饰层为基底的纳米金固定过氧化物酶修饰电极的研究

玻碳电极上共价修饰上单分子层胆碱(Ch)可以显著提高电极的活性。本研究利用该电极上胆碱层带有的正电荷,牢固吸附带负电荷的纳米金溶胶,继而利用纳米金颗粒良好固载辣根过氧化物酶(HRP),制备出了基于HRP酶直接电化学的H2O2传感器。以阻抗谱、循环伏安等方法表征了修饰电极的性质。结果显示,该电化学传感器具有良好的催化活性,电活性HRP的表面浓度(Γ*)为1.2×10-9mol/cm2,米氏常数KMapp=1.55±0.11 mmol/L。该修饰电极在H2O2浓度1.2×10-6~3.2×10-3mol/L范围内有线性响应,检出限(S/N=3)为4.0×10-7mol/L。本修饰电极制备简单,选择性高,稳定性好,可以作为进一步构筑生物传感器的基础。     

辣根过氧化物酶/多壁碳纳米管修饰铂电极生物传感器用于过氧化氢的循环伏安测定

将1mg多壁碳纳米管(MWCNT's)分散在5mL的0.5g·L~(-1)壳聚糖溶液中后,滴涂在铂电极表面,制得多壁碳纳米管修饰电极。将上述修饰电极在辣根过氧化物酶(HRP)溶液中浸泡8h,在MWCNT's修饰电极表面静电吸附辣根过氧化物酶,制成过氧化氢生物传感器,用于过氧化氢的测定。试验结果表明:在pH 6.0的磷酸盐缓冲溶液中,HRP/MWCNT's修饰电极对过氧化氢具有明显的电催化还原作用,过氧化氢的浓度在3.5×10~(-5)～9.0×10~(-3)mol·L~(-1)范围内与其还原峰电流呈线性关系,检出限(3S/N)为2.4×10~(-5)mol·L~(-1)。用标准加入法作回收试验,回收率在96.0%～101.8%之间。     

基于辣根过氧化物酶/纳米金/辣根过氧化物酶/多壁纳米碳管修饰的过氧化氢生物传感器的研究

以固定在玻碳电极上的多壁纳米碳管为基底吸附辣根过氧化物酶, 再固定纳米金, 然后再结合一层辣根过氧化物酶, 利用多壁纳米碳管对辣根过氧化物酶的直接电化学催化特性及纳米金对蛋白质的强吸附能力及强的电子传导特性制备了无电子媒介体的过氧化氢生物传感器. 采用循环伏安法, 在无电子媒介体时, 该传感器对H₂O₂ 仍能具有良好的催化活性, 放大了电信号, 提高了该酶传感器的灵敏度及稳定性. 实验证明, 该传感器在H₂O₂浓度为 1.0×10^－6～ 1.0×10^－3 mol•L^－1范围内有线性响应, 线性相关系数r²＝0.9964. 并探讨了电极的稳定性、寿命及重现性.     

铁氧化还原蛋白在多壁碳纳米管上的固定、表征及直接电子转移

将来源于Spinacia Oleracea的铁氧化还原蛋白(ferredoxin, SOFd)固定在多壁碳纳米管(CNT)表面, 紫外-可见及红外光谱表明, SOFd在CNT表面没有变性, 仍保持原来的二级空间结构. 循环伏安结果表明, SOFd在CNT表面能进行有效和稳定的直接电子转移反应, 伏安曲线上出现一对良好的、几乎对称的氧化还原峰, 式量电位E^0'为(－570.4±1.5) mV (vs. SCE, 0.1 mol/L磷酸盐缓冲液), 且不随扫速和溶液pH值的变化而变化. SOFd直接电子转移的表观速率常数k_s为(0.73±0.04) s^－1.