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.     

辣根过氧化物酶的电化学固定化及其对H2O2的生物电催化还原作用

利用电化学固定化方法制备了聚吡咯/辣根过氧化物酶(PP/HRP)膜电极,并研究了其电化学行为。在除氧的磷酸盐缓冲液介质中,PP/HRP电极加速H₂O₂的还原,归因于酶加成物的直接电子传递。探索HRP与电子传递体K₄Fe(CN)₆在聚吡咯(PP)膜中的同时固定化条件及其膜电极的电化学行为,实验证实,K₄Fe(CN)₆在酶膜中的存在使得H₂O₂的还原电位强烈正移,在-0.05V的工作电位下能对H₂O₂进行检测,相应的电极过程可用间接氧化还原催化机理解释。     

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。     

辣根过氧化物酶／聚邻苯二胺膜电极的制备与性能研究

辣根过氧化物酶（ＨＲＰ）／聚邻苯二胺（ＰＰＤ）膜电极由ｐＨ７．０磷酸盐缓冲溶液介质中邻苯二胺在玻碳电极上的电聚合而制得。讨论了ＨＲＰ电化学固定化的过程。所得酶电极呈现生物催化活性,可在没有电子传递体存在的情况下催化Ｈ＿Ｏ＿２还原。该反应发生在聚邻苯二胺氧化还原的电位区,聚合物参与了酶的电子转移过程。分析了旋转ＨＲＰ／ＰＰＤ电极上酶反应的动力学,讨论了动力学常数的影响因素。     

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.     

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。     

辣根过氧化物酶在壳聚糖和无掺杂金刚石纳米粒子共沉积膜上的固定及其直接电化学

无掺杂的金刚石纳米粒子(UND)可以和壳聚糖共沉积到玻碳电极表面,形成壳聚糖-UND复合膜.此复合膜可以通过吸附的方法,固定辣根过氧化物酶(HRP),并且能够实现HRP的直接电化学,保持HRP对过氧化氢的良好催化能力.为了进一步研究此复合膜及HRP在此复合膜上的电化学活性,运用扫描电子显微镜(SEM)、全反射红外(ATR)、电化学交流阻抗、循环伏安等技术来跟踪各步修饰过程.结果表明,此复合膜有良好的生物相容性,能够很好的保持HRP的生物活性.     

辣根过氧化物酶在海藻酸钠水凝胶中的电化学和电催化特性

辣根过氧化物酶在海藻酸钠水凝胶中的电化学和电催化特性;辣根过氧化物酶;海藻酸钠;直接电化学电;催化     

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 Electrochemistry of Horseradish Peroxidase Immobilized in Calcium Carbonate Microsphere Doped with Phospholipids

Protein electrochemistry affords a direct method to study the biological electron transfer processes. However, supplying a biocompatible environment to maintain the native state of protein is all‐important and challengeable. Here, we chose vaterite, one of the crystalline polymorphs of calcium carbonate, with highly porous nature and large specific surface area, which was doped with phospholipids, as the matrix to immobilize horseradish peroxidase (HRP). The integrity of HRP was kept during the simple immobilization procedure. By virtue of this organic/inorganic complex matrix, the direct electrochemistry of HRP was realized, and the activity of HRP for catalyzing reduction of O₂ and H₂O₂ was preserved.     

Preparation of Magnetic Ordered Mesoporous Carbon Composite and Its Application in Direct Electrochemistry of Horseradish Peroxidase

A novel magnetic ordered mesoporous carbon composite was prepared. Electrochemical measurements showed that the ordered mesoporous carbon composite provided an excellent matrix for the co‐adsorption of horseradish peroxidase (HRP). HRP could be separated and collected by the application of a magnetic field and its direct electron‐transfer could be achieved in the solution, not on the electrode thereby preventing the degradation of the enzyme. The cyclic voltammetric experimental results of HRP indicated that HRP displayed a pair of stable peaks with a formal potential of ?0.306 V in PBS. The resulting biosensor exhibited fast amperometric response to hydrogen peroxide.     

Mesoporous Materials Promoting Direct Electrochemistry and Electrocatalysis of Horseradish Peroxidase

The direct electron transfer and electrocatalysis of horseradish peroxidase (HRP) immobilized on hexagonal mesoporous silicas (HMS) matrix was studied. The interaction between HRP and HMS was examined by using Fourier transform infrared spectroscopy, nitrogen adsorption isotherms and electrochemical methods. The immobilized HRP at a modified glassy carbon electrode showed a good direct electrochemical behavior, which depended on the specific properties of the HMS. Two couples of redox peaks corresponding to Fe(III) to Fe(II) conversion of the HRP intercalated in the mesopores and adsorbed on the external surface of the HMS were observed with the formal potentials of ?0.315 and ?0.161 V in 0.1 M pH 7.0 PBS, respectively. The amount of HRP intercalated in the mesopores of HMS proved to be related to the pore size. The HRP intercalated in the mesopores showed a surface controlled electrode process with a single proton transfer. The immobilized HRP displayed an excellent electrocatalytic response to the reduction of hydrogen peroxide (H₂O₂) without the aid of an electron mediator. The HMS provided a novel matrix for protein immobilization and direct electron transfer study of the immobilized protein.     

魔芋多糖固定化肌红蛋白的直接电化学与电催化

用魔芋多糖(KGM)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的加合物,将肌红蛋白(Mb)固定在玻碳电极(GCE)上,制备了稳定的Mb-KGM-DMF/GCE修饰电极,并研究了Mb在修饰电极上的直接电化学行为和电催化性能。该电极在pH=7.0的磷酸盐缓冲溶液(PBS)中,-0.38 V(E0′)处有一对氧化还原峰,峰电位差ΔEp=70 mV,该峰正是Mb中血红素辅基FeⅢ/FeⅡ电对的氧化还原特征峰。在0.2~9.0 V/s扫速的范围内,氧化还原峰峰电流大小和扫描速率成正比,呈现出表面控制行为。在pH为5.0~12.0的范围内,式电位和pH值呈线性关系,表明电子传递过程伴随着质子转移。同时,Mb-KGM-DMF/GCE修饰电极表现出良好的电催化性能,对氧、H2O2有显著的催化作用。在4.70~75.0μmol/L的范围内,其催化峰电流大小与H2O2的浓度有良好的线性关系,其线性回归方程i=0.127 0.093C,r=0.9989,表观米氏常数为80.8μmol/L。     

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.     

Novel Protocol for Covalent Immobilization of Horseradish Peroxidase on Gold Electrode Surface

A novel protocol for immobilization of horseradish peroxidase (HRP) onto diazonium functionalized screen‐printed gold electrode (SPGE) has been successfully developed. This protocol involved 1) electrochemical reduction of p‐nitrophenyl diazonium salts synthesized in situ in acidic aqueous solution to graft a layer of p‐nitrophenyl on SPGE, 2) electrochemical reduction of the nitro groups to convert to amines, 3) chemical reaction with nitrous acid to transform the amine to diazonium derivative and 4) chemical coupling of the enzyme with the diazonium group to form a covalent diazo bond. The fabricated biosensor showed the direct electrochemistry of HRP and displayed electrocatalytic activity towards the reduction of hydrogen peroxide (H₂O₂) without any mediator. The biosensor exhibited fast amperometric response to H₂O₂. The catalytic current increased with increasing H₂O₂ concentration from 5 μM to 30 μM and the detection limit of the biosensor was 2 μM. The biosensor exhibited acceptable sensitivity, good reproducibility and long‐term stability.     

辣根过氧化物酶活性膜结构及生物电催化性能

通过分子沉积法研究了在聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）表面及金电极表面组装辣根过氧化物酶（HRP）/聚对苯乙烯磺酸钠（PSS）多层生物活性膜，用原子力显微镜(AFM)研究了组装膜的表面形貌，并研究了组装膜的形貌、粗糙度和活性关系.应用循环伏安法（CV）研究了组装HRP膜后电极对H2O2的电化学催化还原作用.实验发现，采用亚甲基蓝（MB）溶液为介质，在H2O2浓度为0.2～5.0 mmol•L－1时，其响应电流对H2O2浓度变化基本呈线性.