铁蛋白在单壁碳纳米管修饰电极上的直接电化学过程研究

采用溴化十六烷基三甲基铵(CTAB)分散的单壁碳纳米管(SWNTs)将铁蛋白(Ft)固定在玻碳电极(GCE)表面,制备了铁蛋白-单壁碳纳米管-溴化十六烷基三甲基铵膜修饰玻碳电极(Ft-SWNTs-CTAB/GCE)。透射电子显微镜和原子力显微镜用于该膜的形貌表征,红外反射吸收光谱表明复合膜中的Ft保持原有的天然结构。采用循环伏安(CV)法研究了Ft在此修饰电极上的直接电化学和Ft中铁储存和铁释放的机理:在电化学还原过程中,Fe3+从蛋白质中还原出来,并在电化学氧化过程中重新进入到蛋白质内,CV曲线上有较好的氧化还原峰,峰电流较大,响应信号较好。利用去铁铁蛋白进行对比实验,进一步证实了Ft在SWNTs-CTAB修饰电极上的铁储存和铁释放过程。     

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.     

细胞色素C在糖及醇修饰金电极上的直接电化学

细胞色素C在生物体内能进行可逆的氧化还原反应，但它知不能直接在金属电极上进行可逆的电化学反应．因此在早期细胞色素（：的电化学研究中，人们往往借助干一类称为媒介体山的分子，这给细胞色素C的电化学反应研究带来很大的不便．IO77年，hill等人间发现在4／一联毗陡存在下     

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。     

血红蛋白在类生物膜修饰电极上的直接电化学

使用掺合单壁碳纳米管(SWCNT)的不溶性表面活性剂双十二烷基二甲基溴化铵(DDAB)修饰玻碳电极,并将血红蛋白(Hb)固定在修饰膜中制得了稳定的固载Hb的修饰电极.循环伏安和交流阻抗测试表明,固定在电极上的Hb是一个受吸附控制的可逆电子传递过程.该氧化还原过程的CV扫描峰电位与溶液pH值成良好的线性关系,斜率39 mV/pH,表明在发生Hb直接电子传递反应的同时伴随有质子参与反应.掺合SWCNT的类生物膜修饰电极较之不掺合SWCNT的修饰电极对氧气的还原具有更好的催化作用.并以SWCNT掺合量为1 mg.mL-1的DDAB修饰电极性能最佳.     

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.     

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。     

介孔碳修饰玻碳电极上葡萄糖氧化酶的直接电化学

使用简单的方法将葡萄糖氧化酶(GOD)固定在介孔碳(Mesoporous Carbon)修饰的玻碳电极(GCE)表面.循环伏安测试表明:修饰电极上的GOD在0.1mol/L磷酸缓冲溶液(PBS)(pH=7.1)中发生了准可逆的氧化还原反应,其克式量电位为-0.4294 V,并且该电化学反应包含有两电子两质子的传递.在氮气饱和的情况下,以羧基二茂铁作为电子传递中介体,GOD能将葡萄糖彻底催化氧化,可见介孔碳修饰电极上的GOD保持了其生物学活性.     

离子液体和KGM修饰电极上的直接电化学

将血红蛋白固定在用室温离子液体和魔芋葡甘聚糖(KGM)水凝胶修饰的玻碳电极上,其循环伏安扫描显示一对可逆的氧化还原电流峰,克式量电位(-0.38V,vs.SCE)随溶液pH值的增大而负移,呈良好的线性关系,斜率为51 mV/pH,表明在离子液体和KGM共同修饰的电极上包埋在魔芋葡甘聚糖水凝胶中的血红蛋白发生了直接可逆的电子传递反应,并伴随有一质子的迁移过程.此外,还考察了该血红蛋白修饰电极对O2还原反应的电催化性能.     

细胞色素c在2-巯基嘧啶衍生物修饰金电极上的直接电化学

用循环伏安法研究了2-巯基嘧啶(MP)、4-氨基-2-巯基嘧啶(AMP)及4,6-二氨基-2-巯基嘧啶(DAMP)自组装修饰金电极的制备及其对细胞色素c直接电子传递的促进作用。用扫描电子显微镜(SEM)表征了2-巯基嘧啶衍生物修饰金电极的表面形貌。细胞色素c在MP、AMP修饰金电极上能进行准可逆的电化学反应,氧化还原峰电位差(ΔEp)分别为61 mV和86 mV,氧化与还原峰电流比ipa/ipc接近1,峰电流与电位扫描速率平方根(v1/2)呈正比,是扩散控制的准可逆过程,异相电子迁移速率常数(Ks)分别为1.4×10-3cm·s-1和5.1×10-5cm·s-1。金电极在2.0 mmol·L-1MP、AMP溶液中分别浸泡3 h和9 h,促进效果较好。随2-巯基嘧啶环上取代氨基数的增加,对细胞色素c电化学反应的促进作用及电极的稳定性逐渐减弱,即MP>AMP,而DAMP基本无促进作用。     

Electrochemical Characterization of Horse Spleen Ferritin Covalently Immobilized on Self‐Assembled Monolayer Modified Gold Electrodes

Horse spleen ferritin was covalently attached to SAM‐modified gold electrodes using cross‐linking agents. Reduction of ferritin occurs at negative potentials and is electrochemically irreversible. The voltammetry reveals the presence of a new electrochemical couple that has been determined to be a dissolved iron species released upon the reduction of ferritin. Covalently attached ferritin retains its ability to release iron as evidenced by the absence of the dissolved couple peaks when ferritin is reduced in the presence of nitrilotriacetate. As the SAM chain length increases, the reduction potential becomes more negative, suggesting a tunneling mechanism is involved in the electron transfer.     

Direct Electrochemistry of Catalase at a Gold Electrode Modified with Single‐Wall Carbon Nanotubes

The direct electrochemistry of catalase (Ct) was accomplished at a gold electrode modified with single‐wall carbon nanotubes (SWNTs). A pair of well‐defined redox peaks was obtained for Ct with the reduction peak potential at ?0.414 V and a peak potential separation of 32 mV at pH 5.9. Both reflectance FT‐IR spectra and the dependence of the reduction peak current on the scan rate revealed that Ct adsorbed onto the SWNT surfaces. The redox wave corresponds to the Fe(III)/Fe(II) redox center of the heme group of the Ct adsorbate. Compared to other types of carbonaceous electrode materials (e.g., graphite and carbon soot), the electron transfer rate of Ct redox reaction was greatly enhanced at the SWNT‐modified electrode. The peak current was found to increase linearly with the Ct concentration in the range of 8×10^?6–8×10^?5 M used for the electrode preparation and the peak potential was shown to be pH dependent. The catalytic activity of Ct adsorbates at the SWNTs appears to be retained, as the addition of H₂O₂ produced a characteristic catalytic redox wave. This work demonstrates that direct electrochemistry of redox‐active biomacromolecules such as metalloenzymes can be improved through the use of carbon nanotubes.     

Hemoglobin Modified Carbon Paste Electrode: Direct Electrochemistry and Electrocatalysis

Abstract

A new hemoglobin (Hb) modified carbon paste (CP) electrode was fabricated by simply mixing the hemoglobin with carbon powder and paraffin homogeneously. To prevent the leakage of Hb from the electrode surface, a Nafion film was further applied on the surface of Hb-carbon composite paste electrode. Direct electrochemistry of hemoglobin in the paste electrode was easily achieved, and a pair of well-defined quasi-reversible redox peak of heme Fe(III)/Fe(II) couple appeared with the formal potential (E^0′) as ?0.335 V (vs. Saturated calomel electrode; CE) in pH 7.0 phosphate buffer solution (PBS). The fabricated Hb modified electrode showed good electrocatalytic ability to the reduction of trichloroacetic acid (TCA) and H₂O₂.     

碳纳米管电极上辣根过氧化物酶的直接电化学

制备了碳纳米管修饰玻碳电极(CNT/GC).将辣根过氧化物酶(HRP)固定在CNT/GC电极表面,形成HRP-CNT/GC电极.研究了HRP的直接电子转移.实验结果表明,HRP在CNT/GC电极表面能进行有效和稳定的直接电子转移反应,其循环伏安曲线上表现出一对良好的、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20～100 mV/s的扫速范围内)而变化,其平均值为(-0.319±0.002) V (vs. SCE, pH 6.9); HRP在CNT/GC电极表面直接电子转移的速率常数为(2.07±0.56) s^-1;式量电位E^0'与溶液pH 的关系表明HRP的直接电化学是(1e+1H⁺)的电极过程.进一步的实验结果显示,固定在CNT/GC电极表面的HRP能保持其对H₂O₂还原的生物电催化活性,而且能快速地响应H₂O₂浓度的变化.本文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,可用于获得其它生物氧化还原蛋白质和酶的直接电子转移.     

细胞色素c在羟基磷灰石修饰玻碳电极上的直接电化学

采用沉淀法合成羟基磷灰石纳米晶体，由于具有独特的多吸附位点特征，羟基磷灰石可作为一种新型电子传递促进剂用于细胞色素c的直接电化学研究．在pH7．0的磷酸盐缓冲溶液中，细胞色素c在羟基磷灰石修饰玻碳电极表面于0．074V(vs．Ag/AgC1)处有一对准可逆的氧化还原峰，为细胞色素c血红素辅基Fe(Ⅲ)／Fe(Ⅱ)电对的特征峰．实验结果表明细胞色素c与羟基磷灰石之间的静电作用．促进了细胞色素c在玻碳电极表面扩散控制的准可逆单电子转移过程．讨论了电位扫描速度、溶液离子强度对细胞色素c直接电化学的影响．     

Direct Electrochemistry of Cytochrome c at Gold Electrode Modified with Fumed Silica

Direct electrochemistry of horse heart cytochrome c (cytc) has been obtained at a gold electrode constructed by self‐assembling fumed silica particles (FSPs) onto a silane monolayer. A pair of well‐defined and nearly symmetrical redox peaks of cytc is obtained at the FSPs film modified gold electrode. Cyclic voltammetry (CV) and tapping‐mode atomic force microscopy (AFM) are used to characterize the FSPs film modified electrode, showing that the FSPs can provide a favorable microenvironment for cytc and facilitate the direct electron transfer between the cytc and the gold electrode, which may propose an approach to realize the direct electrochemistry of other proteins.     

细胞色素c在植物凝胶-离子液体复合膜修饰电极上的直接电化学

用植物凝胶（GG）和亲水性离子液体（ILs）氯化1-庚基-3-甲基咪唑（[HMIM]Cl）制得一种有效的复合膜（GG-ILs）.将细胞色素c（Cyt c）包埋在该复合膜中并修饰于玻碳电极（GCE）表面,构置了细胞色素c修饰玻碳电极（GG-Cyt c-ILs/GCE）.紫外-可见光谱表明,复合膜内的Cyt c仍保持其原始...