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.     

碳纳米管的快速功能化及电催化

将耐尔兰(Nile Blue, NB)分子修饰到碳纳米管(CNT)表面形成NB-CNT纳米复合体, 谱学结果表明, NB不仅能快速、高效地修饰到CNT表面, 而且还能有效地改善CNT在水溶液中的分散性能. 将NB-CNT修饰到玻碳(GC)电极表面制备了NB-CNT/GC电极, 循环伏安结果显示, 其伏安曲线上不仅表现出一对良好的、几乎对称的NB单体的氧化还原峰, 式量电位E⁰'几乎不随扫速而变化[其平均值为(－0.422±0.002) V (vs. SCE, 0.1 mol/L PBS, pH 7.0)]; 而且还显示出NB聚合体分子的氧化还原峰, E⁰'为－0.191 V (100 mV/s时). 进一步的实验结果表明, NB和CNT对NADH(即还原型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸, 又称还原型辅酶I)的电化学氧化具有协同催化作用, 能使其氧化过电位降低多于560 mV; NB-CNT/GC电极还能较好地响应脱氢酶催化底物氧化过程中体系内NADH浓度的变化. 本文对碳纳米管功能化方法具有简单快速、电极制作容易以及催化效率高等优点, NB-CNT/GC电极有望在制作脱氢酶传感器方面得到应用.     

ssDNA/十八酸修饰碳糊电极的制备及伏安法表征

将石墨粉与十八酸在80 ℃下混合制成表面富含—COOH的基底碳糊电极(SA/CPE), 然后在活化剂N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)和1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)存在下将ssDNA固定到电极表面制备ssDNA修饰电极(ssDNA/SA/CPE). 以亚甲基蓝(MB)为指示剂, 用循环伏安法对SA/CPE和ssDNA/SA/CPE进行电化学表征, 发现其在ssDNA/SA/CPE上较在SA/CPE上的氧化峰电流(i_pa)和还原峰电流(i_pc)分别增大1.9倍和1.7倍, 式电势(E_f)负移8 mV. 把ssDNA/SA/CPE放在互补ssDNA溶液中杂交后, MB的i_pa 和i_pc较在SA/CPE上分别增大1.0倍和0.8倍, E_f负移18 mV. 用0.5 mol/L 的NaOH溶液冲洗使电极表面杂交而成的dsDNA变性洗脱, MB的伏安信号几乎与在ssDNA/SA/CPE上一样. i_pc与SA/CPE上固定的ssDNA质量在1.0×10^－7～5.0×10^－6 g范围内成线性关系, 检测限为2.0×10^－9 g (S/N＝3). 这种既廉价又灵敏的电化学生物传感器有望在转基因植物产品检测研究中得到应用.     

(H2teta)2{[Ni(teta)][Fe(CN)6]2}•17H2O (teta＝5,7,7,12,14,14-Hexa-methyl-1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane)超分子化合物的合成、晶体结构和磁性质研究

将Ni(teta)(ClO₄)₂ (teta＝5,7,7,12,14,14-hexamethyl-1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane)的DMF溶液和K₃[Fe(CN)₆]的水溶液在填充了琼脂冻胶的U型管中通过扩散反应, 得到了标题化合物(H₂teta)₂{[Ni(teta)][Fe(CN)₆]₂}•17H₂O, 该化合物晶体属三斜晶系, 空间群P1, 晶胞参数为a＝0.9998(2) nm, b＝1.5514(3) nm, c＝1.6647(4) nm, α＝114.15(2)°, β＝100.91(2)°, γ＝93.42(2)°, V＝2.2863(10) nm³, z＝1, D_c＝1.196 g•cm^－3, F(000)＝890, μ＝5.84 cm^－1, GOF＝0.894, R₁＝0.0582, wR₂＝0.1446 [I＞2σ(I)]. 该化合物的基本单元由2个[H₂teta]^2＋阳离子、1个{[Ni(teta)][Fe(CN)₆]₂}^4－阴离子和17个水分子组成, 它们之间通过N—H…N氢键而形成具有二维平面结构的超分子化合物. 1.8～300 K变温磁化率研究表明, 化合物中三核体系Fe (s＝1/2)-Ni (s＝1)-Fe (s＝1/2)中心原子间通过氰基桥联而发生强的铁磁相互作用, 磁参数J＝4.33 cm^－1, g＝2.6, θ＝60 K. 通过TG-DTG测定了配合物的热稳定性.     

HCF(X~1A’)+SO2反应的动力学研究

用激光光解-激光诱导荧光方法研究了室温下(T＝293 K) HCF(X^~1A^’)自由基与SO₂分子的反应动力学. 实验中HCF(X^~1A^’)自由基是由213 nm激光光解HCFBr₂产生的, 用激光诱导荧光(LIF)检测HCF(X^~1A^’)自由基的相对浓度随着反应时间的变化, 得到此反应的二级反应速率常数为: k＝(1.81±0.15)×10^－12 cm³•molecule^－1•s^－1, 体系总压为1862 Pa. 高精度理论计算表明, HCF(X^~1A^’)和SO₂分子反应的机理是典型的加成-消除反应. 我们运用RRKM-TST理论计算了此二级反应速率常数的温度效应和压力效应, 计算结果和室温下测定的二级反应速率常数符合得较好.     

[Gd2(Gly)6(H2O)4](ClO4)6(H2O)5的合成、晶体结构与热化学研究

利用微波技术合成了配合物[Gd₂(Gly)₆(H₂O)₄](ClO₄)₆(H₂O)₅, 进行了化学成分分析、红外表征和热重分析. 应用X衍射仪测定其晶体结构, 该晶体为一维链结构, 属三斜晶系, P 空间群, 晶胞参数: a＝1.1569(17) nm, b＝1.4138(2) nm, c＝1.5642(2) nm, α＝96.910(2)°, β＝102.735(2)°, γ＝105.512(2)°, V＝2.3606(6) nm³, Z＝2, D_c＝2.144 g•cm^－3. 采用精密溶解-反应量热计, 通过设计热化学循环, 计算出了该配合物的标准摩尔生成焓为 －(7960.73±3.23) kJ•mol^－1.     

周边含己氧基的三代光致变色液晶树枝状大分子的光化学

报道了新化合物含108个己氧基端基的三代(G3)碳硅烷光致变色液晶树状大分子在溶液中的反-顺光异构化反应速率常数k_p, 光回复异构化正/逆反应速率常数k_t和k_c, 热回复异构化反应速率常数k_H, 光回复异构化反应平衡常数k_t/k_c, 活化能E, 异构转化率A/A₀及组分比A'/A₀. G3的光致变色反应速率常数的数量级为10^－1 s^－1, 而侧链含偶氮基元的光致变色聚硅氧烷的光致变色反应速率常数的数量级为10^－8 s^－1, 因此G3的光响应速率比后者快10⁷倍.     

266 nm光照下水溶液中氯苯与H2O2的反应机理研究

利用瞬态吸收光谱技术研究了不同条件下C₆H₅Cl与H₂O₂水溶液的激光闪光光解情况, 初步考察了其瞬态物种的生长和衰减等行为. 研究表明, •OH自由基和C₆H₅Cl反应生成C₆H₅Cl-OH adduct, 其反应速率常数在近中性、酸性条件下约为(5.89±0.65)×10⁹和(7.07±0.61)×10⁹ L•mol^－1•s^－1; 其衰减则符合双分子二级反应, 速率常数2k/εl＝1.1×10⁶ s^－1, 而在碱性时则为(4.34±0.51)×10⁹ L•mol^－1•s^－1, 衰减呈准一级反应, 速率常数为2.11×10⁵ s^－1. 在有氧条件下, O₂与C₆H₅Cl-OH adduct反应生成C₆H₅Cl-OHO₂ adduct, 其反应速率常数为6.8×10⁸ L•mol^－1•s^－1.     

一个嫁接有羧酸羟基乙基酯的二吡啶吩嗪Ru(II)配合物的合成、与DNA的相互作用以及溶剂变色性质的研究

合成并表征了一个新的Ru(II)配合物[Ru(bpy)₂(hedppc)](ClO₄)₂ {bpy＝2,2'-联吡啶, hedppc＝二联吡啶[3,2-a: 2',3'-c]吩嗪-11-羧酸(2-羟乙基)酯}. 通过紫外-可见吸收光谱、与溴化乙锭竞争实验、粘度测量和DNA裂解实验研究了配合物与小牛胸腺DNA的相互作用性质. 结果表明配合物以插入模式与DNA键合，键合常数K_b＝(6.99±1.34)×10⁶ mol^－1•L (s＝2.03±0.04)与母体配合物[Ru(bpy)₂ (dppz)]^2＋相近，但光致发光和溶剂变色等光学性质与[Ru(bpy)₂ (dppz)]^2＋有明显的差别.     

双二茂铁甲基碳正离子与乙酰乙酸乙酯的反应及其产物的晶体结构

双二茂铁甲醇与BF₃•OEt₂ 在CH₂Cl₂中作用形成稳定的双二茂铁甲基碳正离子, 无需从溶液中分离, 可直接与乙酰乙酸乙酯反应得到了较高产率的双二茂铁甲基乙酰乙酸乙酯. 由苯重结晶得到的单晶经过X射线衍射测试发现, 该化合物属于三斜晶系, 空间群P , a＝0.82554(8) nm, b＝0.96962(10) nm, c＝1.46662(14) nm, α＝105.562(2)°, β＝90.771(2)°, γ＝96.727(2)°, V＝1.2191(19) nm³, D_c＝1.516 g•cm^－3, μ＝1.320 mm^－1, F(000)＝532, Z＝2.     

稀土配合物[Pr(C3H7NO2)2(C3H4N2)(H2O)](ClO4)3的标准生成焓及热分解动力学研究

合成了高氯酸镨和咪唑(C₃H₄N₂), DL-α-丙氨酸(C₃H₇NO₂)混配配合物晶体. 经傅立叶变换红外光谱、化学分析和元素分析确定其组成为[Pr(C₃H₇NO₂)₂(C₃H₄N₂)(H₂O)](ClO₄)₃. 使用具有恒温环境的溶解-反应量热计, 以2.0 mol•L^－1 HCl为量热溶剂, 在T＝(298.150±0.001) K时测定出化学反应PrCl₃•6H₂O(s)＋2C₃H₇NO₂(s)＋C₃H₄N₂(s)＋3NaClO₄(s)＝[Pr(C₃H₇NO₂)₂(C₃H₄N₂)(H₂O)](ClO₄)₃(s)＋3NaCl(s)＋5H₂O(1)的标准摩尔反应焓为Δ_rH_m^ө＝(39.26±0.11) kJ•mol^－1. 根据盖斯定律, 计算出配合物的标准摩尔生成焓为Δ_fH_m^ө{[Pr(C₃H₇NO₂)₂(C₃H₄N₂)(H₂O)](ClO₄)₃(s), 298.150 K}＝(－2424.2±3.3) kJ•mol^－1. 采用TG-DTG技术研究了配合物在流动高纯氮气(99.99%)气氛中的非等温热分解动力学, 运用微分法(Achar-Brindley-sharp和Kissinger法)和积分法(Satava-Sestak和Coats-Redfern法)对非等温动力学数据进行分析, 求得分解反应的表观活化能E＝108.9 kJ•mol^－1, 动力学方程式为dα/dt＝2(5.90×10⁸/3)(1－α)[－ln(1－α)]^－1exp(－108.9×10³/RT).     

Bioelectrocatalysis by Microperoxidase‐11 in a Multilayer Architecture of Chitosan Embedded Gold Nanoparticles

We report on the redox behaviour of the microperoxidase‐11 (MP‐11) which has been electrostatically immobilized in a matrix of chitosan‐embedded gold nanoparticles on the surface of a glassy carbon electrode. MP‐11 contains a covalently bound heme c as the redox active group that exchanges electrons with the electrode via the gold nanoparticles. Electroactive surface concentration of MP‐11 at high scan rate is between 350±50 pmol cm^?2, which reflects a multilayer process. The formal potential (E°′) of MP‐11 in the gold nanoparticles‐chitosan film was estimated to be ?(267.7±2.9) mV at pH 7.0. The heterogeneous electron transfer rate constant (k_s) starts at 1.21 s^?1 and levels off at 6.45 s^?1 in the scan rate range from 0.1 to 2.0 V s^?1. Oxidation and reduction of MP‐11 by hydrogen peroxide and superoxide, respectively have been coupled to the direct electron transfer of MP‐11.     

抗肿瘤药物5-氟尿嘧啶与人血清白蛋白相互作用的热力学研究

在298.15 K下，根据本结合过程的假设和Langmuir结合理论, 用等温滴定微量热和圆二色谱分析法研究了抗肿瘤药物5-氟尿嘧啶(5-FU)与人血清白蛋白(HSA)的相互作用. 研究结果表明, 蛋白质(HSA)与药物配体5-氟尿嘧啶的相互作用存在两类结合位点. 第一类结合, 结合位点数N＝71±0.1, 结合常数 K＝(1.46±0.016)×10⁵ L•mol^－1, 结合焓ΔH＝(39.61±0.220) kJ•mol^－1, 结合熵ΔS＝(231.68±0.025) J•mol^－1•K^－1, 结合自由能ΔG＝(－29.48±0.030) kJ•mol^－1. 结合过程为熵驱动过程, 疏水相互作用是过程的主要推动力；第二类结合, 结合位点数N＝140±0.2, 结合常数 K＝(1.49±0.032)×10⁵ L•mol^－1, 结合焓ΔH＝(－19.31±0.103) kJ•mol^－1, 结合熵ΔS＝(34.30±0.055) J•mol^－1•K^－1, 结合自由能ΔG＝(－29.53±0.041) kJ•mol^－1, 结合过程为焓-熵协同驱动过程, 氢键和静电相互作用是过程的主要推动力. 圆二色谱分析结果表明, 在两类结合过程中, 药物5-氟尿嘧啶(5-FU)的作用致使蛋白质(HSA)二级结构单元的相对含量发生了变化.     

1-甲基-3-己基咪唑碘在染料敏化太阳电池中的应用研究

利用超微铂电极和循环伏安法, 以及电化学阻抗谱研究了在1-甲基-3-己基咪唑碘(HMII)的3-甲氧基丙腈(MePN)溶液中I₃^－和I^－的氧化还原行为, 并对比了由不同浓度的I₂和HMII组成的电解质溶液对染料敏化纳米薄膜太阳电池(DSCs)光伏性能的影响. 发现以MePN为溶剂, 含1.0 mol•dm^－3 HMII, 0.12 mol•dm^－3 I₂, 0.10 mol•dm^－3 LiI和0.50 mol•dm^－3 4-叔丁基吡啶的电解质溶液, 其DSCs的短路光电流密度为14.06 mA•cm^－2, 开路电压为0.71 V, 填充因子为0.69, 光电转换效率达6.81%.     

基态N2O－的势能函数研究

以6-311＋＋G(3df, 3pd)为基函数, 采用密度泛函理论的B3LYP方法对N₂O^－分子体系的结构进行了优化计算. 结果表明N₂O^－分子最稳态为C_s构型, 电子组态为²A', 平衡核间距R_N—N＝0.11873 nm, R_N—O＝0.13012 nm, 键角∠NNO＝133.94448°, 离解能D_e＝10.3857 eV, 基态简正振动频率: 弯曲振动频率ν₁＝656.7488 cm^－1, 对称伸缩振动频率ν₂＝998.1562 cm^－1, 反对称伸缩振动频率ν₃＝1684.3093 cm^－1. 并用多体展式理论方法推导出了基态N₂O^－分子的分析势能函数, 其等值势能图准确地再现了N₂O^－分子的结构特征和离解能.     

N,N'-二(5,5-二甲基-2-磷杂-2-硫代-1,3-二噁烷-2-基)乙二胺的热分解动力学研究

以TG-DTG为手段, 研究了N,N'-二(5,5-二甲基-2-磷杂-2-硫代-1,3-二噁烷-2-基)乙二胺(DPTDEDA)在氮气气氛中的热分解动力学, 利用 Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法对DPTDEDA进行了动力学分析, 求出了该物质的热分解动力学参数, 同时利用Satava-Sestak法研究了该物质的热分解机理. 结果表明, Kissinger法所求得的表观活化能为137.37 kJ•mol^－1, 指前因子ln A＝28.00; Flynn-Wall-Ozawa法所求得的活化能为139.83 kJ•mol^－1. DPTDEDA的热分解机理为相边界反应, 其动力学方程为G(α)＝1－(1－α)⁴, 反应级数n＝4.