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。     

细胞色素C在离子液体修饰电极上的电化学行为

分别合成了疏水和亲水性咪唑类离子液体,并制备了相应的两种离子液体修饰的玻碳电极。循环伏安法测量结果显示,细胞色素C在离子液体修饰的玻碳电极上的电子传递过程为一扩散控制的准可逆反应,表明咪唑类离子液体也可用作细胞色素C电子传递的有效促进剂。电化学交流阻抗谱的测量结果得到了与循环伏安相同的结论。     

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．     

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。     

细胞色素c在硒代胱氨酸修饰电极上的直接电化学

采用电化学和接触角实验方法研究了硒代胱氨酸自组装膜修饰金电极(SeCys SAMs/Au)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)-硒代胱氨酸自组装复合膜修饰金电极(CTAB-SeCys SAMs/Au)的特性. 探讨了细胞色素c(Cyt c)在SeCys SAMs/Au电极和CTAB-SeCys SAMs/Au电极上的电化学行为. 实验证明SeCys可促进Cyt c在电极上的氧化还原反应, 加入CTAB后其与SeCys之间的协同作用可在Cyt c与电极之间形成一个开放的通道, 促进作用更加明显, 且在一定浓度范围内, 随CTAB浓度(1×10^-5-1×10^-4 mol·L^-1)的增大, Cyt c在CTAB-SeCys SAMs/Au电极上的氧化还原电流增大, 在接近临界胶束浓度处出现极大值. 在CTAB-SeCys SAMs/Au电极上Cyt c产生一对氧化还原峰, 其峰电位分别为0.305和0.235 V, 其电化学过程受扩散控制. 光谱实验证实SeCys对Cyt c电化学过程的促进作用是由于SeCys与Cyt c中赖氨酸残基的结合.     

细胞色素c在无机复合纳米材料修饰电极上的直接电化学研究

采用超声辅助湿法合成的方法制备了羟基磷灰石与碳纳米管(HAp/MWNT)无机复合纳米材料,并将其修饰到玻碳电极表面上。研究了细胞色素c(Cyt c)在该复合纳米材料修饰电极表面上的电化学行为。实验结果表明,复合修饰材料对细胞色素c有很好的催化作用,其氧化还原峰峰差(ΔEp)为78 mV,式电位为15mV。在6.0×10-7-5.0×10-5mol/L浓度范围内,Cyt c的峰电流与其浓度呈良好的线性关系,其检测下限为3.0×10-7mol/L。关键词:细胞色素c;羟基磷灰石;碳纳米管;HAp/MWNT复合材料     

细胞色素c在经预处理的金电极上电化学行为的研究

本文观察到吸附态和本体态的细胞色素ｃ以经预处理的金电极上的准可逆反应。采用现场ＦＴＩＲ光谱法，紫外可见反射光谱法，循环伏安法，交流阻抗法和电位阶跃法研究了细胞色素ｃ吸附行为和反应动力学。     

纳米ZnO修饰电极的制备及其对血红蛋白, 细胞色素c的直接电化学研究

A novel electrochemical method as a sensitive and convenient technique for the determination of heme proteins based on their interaction with ZnO nanorods was developed. A ZnO nanorod modified glassy carbon electrode (ZnO/GCE) was prepared and the electrochemical behaviors of heme proteins, such as hemoglobin (HB) and cytochrome c (Cyt-c), on this modified electrode have been studied. The results showed that both HB and Cyt-c could be oxidized on the modified electrode and the oxidation currents were linear to the concentrations of the analytes in aqueous solutions. In addition, the results of flow injection analysis (FIA) further suggested the high stability and reproducibility of the ZnO nanorod modified electrode. So this method can be applied to the determination of HB and Cyt-c in biological systems.     

细胞色素c在咔唑修饰的金电极上的直接电化学

在生物体内,细胞色素c是一种电子载体,它能进行可逆的氧化还原反应,但在金属电极上的电化学反应却不可逆。1977年,Hill研究组发现,在4,4′-联吡啶存在时,细胞色素c在金电极上能进行准可逆的电化学反应。4,4′-联吡啶在细胞色素c电化学反应的过程中不起氧化还原反应而被称为促进剂。Hill等对50多种有机化合物的促进作用进行评价后提出,能加速细胞色素c电化学反应速率的促进剂分子至少应具有两个功能团。表面增强拉曼光     

Direct Electrochemistry of Cytochrome c on EDTA-ZrO_2 Organic-inorganic Hybrid Film Modified Electrodes

Introduction Cytochrome c (cyt c) is probably the most thor-oughly studied redox protein. It contains one Fe(III) redox center located in a haem unit which is approxi-mately spherical shape with 3.4 nm diameter and 12384 Dalton molecular weight. On metal electrode surfaces it usually shows a short lived, transient response. Many factors can impede direct electron transfer between electrodes and cyt. c, including adsorption onto elec-trode surfaces of macromolecular species (impurities) or de…     

Direct Electrochemistry of Cytochrome c on a Silica Sol‐Gel Film Modified Electrode

Dilute silica sol‐gel was simply dropped on the surface of a basal plane graphite electrode (BPGE) to form a silica sol‐gel film modified electrode. Direct electrochemical response of cytochrome c (Cyt c) on the modified electrode was observed by cyclic voltammetry (CV). The results suggested that Cyt c could be tightly adsorbed on the surface of the silica sol‐gel film modified electrode. A couple of well‐defined and nearly reversible redox peaks can be observed in a phosphate buffer solution (pH 7.0), which anodic and cathodic peak potentials were at ?0.243 and ?0.306 V (vs. Ag/AgCl), respectively. Cyt c adsorbed on the surface of silica sol‐gel film shows a remarkable electrocatalytic activity for the reduction of oxygen. Based on these, a third‐generation biosensor could be constructed to detect the concentration of oxygen in aqueous solution.     

细胞色素c在纳米杂化膜修饰玻碳电极上的直接电化学

以多壁碳纳米管(MWNTs)修饰玻碳(GC)电极为基底,自组装金纳米粒子(AuNPs)及L-半胱氨酸(L-Cys)研制杂化膜修饰电极(L-Cys/AuNPs/MWNTs/GC).实验表明,该膜修饰电极在pH=7.0的KH2PO4-K2HPO4缓冲溶液中对细胞色素c(Cyt c)的直接电子转移反应具有良好的电催化作用,C...     

基于ITO电极的细胞色素c吸附层的直接电化学

采用未经修饰的铟锡氧化物(ITO)工作电极直接探测到了细胞色素c(Cytc)吸附层的氧化还原峰,并得出了Cytc的表面浓度,随着溶液浓度从2μmo·lL-1增大到10μmo·lL-1,Cytc的表面浓度相应地从0.35×10-12mo·lcm-2增大到1.53×10-12mo·lcm-2.实验获得的表面浓度倒数与溶液浓度倒数的准线性关系说明Cytc在ITO表面的吸附基本满足Langmuir等温吸附理论.对Cytc溶液的循环伏安测试结果表明参与电极反应的Cytc包括游离分子和吸附分子,前者的贡献大于后者,电极反应主要受扩散控制并呈准可逆过程.根据Nicholson方法估算得到反应物的标准异相速率常数的平均值为1.65×10-3cm·s-1.实验结果显示在室温下放置1h后Cytc吸附层电化学活性部分丧失,在80℃下放置1h后吸附层完全失活.失活的Cytc吸附层对铁氰化钾溶液在Au电极上的电极反应具有明显的阻碍作用.     

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.     

聚乙烯醇微透镜阵列的制备及其固载细胞色素c的直接电化学

利用自组装法以聚苯乙烯有序多孔膜为膜板制备聚乙烯醇微透镜阵列膜.在pH6.89的磷酸盐(PBS)缓冲溶液中,固载在聚乙烯醇微透镜阵列膜修饰的玻碳电极上的细胞色素c于0.072V(vs·Ag/AgCl)处显示一对准可逆的氧化还原峰,是细胞色素c血红素辅基Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)电对的特征峰.考察了扫速、溶液pH及支持电解质浓度等因素对细胞色素c电子传递的影响,体系的表观异相电子传递速率常数k0为2.98×10-6cm·s-1.     

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.