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.     

辣根过氧化物酶电极在H2O2分析中的应用

辣根过氧化物酶(HRP)能催化过氧化氢与氢供体间的氧化还原反应,是当今生物传感器研究的热点之一.HRP分子内含有α-D-葡萄糖和α-D-甘露糖,是一种糖蛋白,在pH 7.0下,能与具有识别α-D-葡萄糖和α-D-甘露糖功能的外源植物凝集素伴刀豆球蛋白(Con A)结合.通过Con A与HRP之间的识别作用在半胱氨酸修饰的金表面构造HRP多层自组装膜电极,以亚甲蓝(MB)溶液为介体,对电极进行了电化学表征,并用该酶电极测定了过氧化氢浓度.     

HRP/PET自组装膜及其在光度分析中的应用

利用静电自组装技术在阴离子化的PET表面组装了单分子层的HRP酶膜,通过AFM对膜表面形貌进行了分析.由于HRP的沉积,PET薄膜在组装HRP前后,表面形貌发生了较大的变化,表面粗糙度(Rms)由0.645 nh增加到2.580 nm,表面酶颗粒高度为3.3 nm,与HRP的XRD数据(4.028 nm×6.746 nm×11.711)基本相符.制备的酶自组装膜在4℃的低温条件下密封保存.该酶膜在最初的一个星期内酶活性下降较快,之后酶活性则基本保持不变,150天后仍能保持最初时的80%以上的活性;而在常温下,酶膜很快失去活性.表明自组装HRP/PET酶膜在低温下具有很好的保存稳定性.以微量比色皿为反应容器,考察了酶膜与H2O2的显色反应动力学,该反应的表观米氏常数Kapp m=3.2×10-5 mol/L(相对于H2O2底物),显色反应在5 min内完成.在所考查的H2O2浓度浓度区间内(8.8×10-6～8.8×10-5mol/L),酶膜所催化的显色反应产物的吸光度与其浓度之间存在良好的线性关系,对样品中H2O2测定的回收率为96.5%～101.1%.     

预混合自组装辣根过氧化物酶生物活性膜及其催化活性研究

以阳离子化的辣根过氧化物酶 (HRP)和阴离子聚苯乙烯磺酸钠 (PSS)的预混合溶液 ,与阳离子聚电解质聚二甲基二烯丙基氯化铵 (PDDA)通过逐层组装 ,在阴离子化聚对苯二酸乙二酯 (PET)表面构建了多层生物活性膜 .用紫外 可见光谱仪 (UV Vis)和原子力显微镜 (AFM)研究了交替自组装膜的结构和表面形膜 ,并测定了自组装膜的生物催化活性 .结果表明 ,预混合溶液中的PSS与HRP一起沉积在PDDA膜层上组装成 (PSS+HRP)膜层 ,且每层中PSS和HRP的比例一致 ;(PSS +HRP)膜层呈条状分布 ,膜表面较为平整 ;多层膜中的HRP催化H2 O2 与 4 氨基安替比林的显色反应的表观米氏常数为 9 7× 10 - 5mol·L- 1 (相对于H2 O2 底物 ) ,较溶液中 (1 5 2× 10 - 4mol·L- 1 )的小 .     

HRP/PET自组装酶膜及其在光度分析中的应用

利用静电自组装技术在阴离子化的PET表面组装了单分子层的HRP酶膜 ,通过AFM对膜表面形貌进行了分析。制备的酶自组装膜在4℃的低温条件下 ,密封保存150d后 ,酶活性仍保留80 %以上。以微量比色皿为反应容器 ,考察了酶膜与H2O2 的显色反应动力学 ,该反应的表观米氏常数 Kmapp=3.2×10-5mol·L-1(相对于H2O2 底物) ,显色反应在5min内完成 ,对样品中H2O2 测定的回收率为96.5%～101.1 %。     

刀豆球蛋白层层自组装双酶电极对芳香胺物质的检测

基于生物识别组装方法将辣根过氧化物酶(HRP)和葡萄糖氧化酶(Gox)固定在金电极表面制备了HRP/Gox双酶多层膜电极.HRP/Gox双酶电极通过Gox催化氧化葡萄糖"原位"产生过氧化氢的方式分析检测芳香胺物质.探讨了葡萄糖浓度和酶组装层数对双酶电极电流响应的影响.在优化条件下,制备的双酶电极在p-苯二胺的浓度为7.6 ～53.2 μmol/L时有良好的线性响应,灵敏度为146.04 mA·L/mol.常见的干扰物葡萄糖和抗坏血酸对该双酶电极无干扰.     

基于聚硫堇和层层组装碳纳米管/HRP的过氧化氢传感器研究

将电聚合和层层组装方法有效结合构筑了聚硫堇（PTH）电子介体修饰的碳纳米管（CNTs）/辣根过氧化物酶（HRP）多层膜无试剂H2O2传感器.利用电化学阻抗谱对CNTs/HRP多层膜的组装过程进行监测,用循环伏安法和计时电流法研究了该HRP电极的电化学行为.探讨了酶组装层数、工作电位、pH值和碳纳米管对电极响应的影响.该...     

纳米金固定辣根过氧化物酶的碳纳米管修饰第3代过氧化氢传感器的研究

将纳米金吸附辣根过氧化物酶（HRP）固定在多壁碳纳米管（MWNT）修饰的铂（Pt）电极上,利用MWNT对HRP的直接电化学催化特性及纳米金对蛋白质的强吸附能力制备了第3代H2O2生物传感器。实验结果表明,HRP在MWNT／Pt电极表面能进行有效和稳定的直接电子转移,HRP保持了其对H2O2还原的生物电催化活性,而且能快速（3S）地响应H2O2浓度的变化。HRP在修饰电极上的表观吸附量（Tr）为7．3×10^-10mol／cm^2,异相电子转移常数（Ks）为1．23s^-1。该传感器在-300mV时对H2O2响应的线性范瑚为1×10^-5～1×10^-3 mol／L（r=0．9968,n=4）。     

基于氰化物对辣根过氧化物酶的抑制作用测定氰化物的研究

基于氰化物对辣根过氧化物酶(HRP)的抑制作用,将辣根过氧化物酶电极用于水中的微量氰化物的测定。酶电极制作中,先在金电极表面自组装一层半胱胺单层膜,再用戊二醛交联HRP。采用这种酶固定化方法,电极在6.0×10-5～4×10-3mol/LH2O2的浓度范围呈线性关系。探讨了工作电位、介体浓度、pH值、底物浓度等实验条件对酶电极性能及抑制过程中响应电流的影响,考察了电极的重现性、干扰及使用寿命。电极检测氰化物的线性范围为0.3～20μg/mL,检出限为100ng/mL,将电极用于水中CN-回收率的测定,结果良好。     

基于自组装多层膜的葡萄糖表面等离子体共振传感器

利用伴刀豆球蛋白A和糖类的特异性相互作用, 研制了葡萄糖表面等离子体共振传感器. 传感器的敏感膜是构建于金膜表面的伴刀豆球蛋白A/葡聚糖自组装多层膜. 在葡萄糖的存在下, 该自组装多层膜被分解, 引起表面等离子体共振信号的显著变化, 信号变化的大小与葡萄糖的浓度相关. 结果表明, 利用该传感器可以选择性地检测0.1～50 mmol•L^－1浓度范围内的葡萄糖, 且敏感膜可以多次再生使用.     

聚阿魏酸修饰电极的电化学特性及电催化性能

研究了阿魏酸在玻碳电极表面电聚合成膜的方法和条件,测量了应用电化学方法制备不同厚度的阿魏酸修饰电极的循环伏安行为及其它电化学性质.对厚度为0.5 μm的阿魏酸膜,测得的电子转移系数为0.49,表观电极反应速率常数(ks)为6.56 s－1.扩散系数DR为7.9×108 cm2•s－1,Do为4.48×108 cm2•s－1.该修饰电极对烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）氧化具有很好的催化作用.NADH浓度在0.01～5.0 mmol•dm－3范围内与峰电流呈现良好的线性关系.     

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.     

导电复合材料葡萄糖氧化酶传感器的研究

报导了用乙基纤维素和乙炔黑获得的导电复合材料构成的葡萄糖氧化酶生物传感器的制备方法.讨论了多种因素对该生物传感器响应电流的影响.测得此电极酶催化反应的活化能为40.3 kJ•mol－1. AFM实验表明，用环己烷洗去石蜡的导电复合材料 葡萄糖氧化酶生物传感器具有粒状结构，这有利于酶催化反应的进行.     

基于多层酶/纳米金固定甲胎蛋白免疫传感器的研究

>利用自组装技术和静电吸附作用, 将甲胎蛋白抗体(anti-AFP)固定在多层辣根过氧化物酶/纳米金及L-半胱胺酸修饰的金电极表面, 制备出用于检测甲胎蛋白抗原(AFP)的无试剂型免疫传感器. 通过交流阻抗技术、循环伏安法和计时电流法考察了电极的电化学特性, 并对该免疫传感器的作用机理及性能进行了详细的研究. 用计时电流法测得AFP的线性范围为1.0～10.0和10～200 ng•mL^－1, 检出限为0.5 ng•mL^－1. 实验结果表明, 该方法提高了抗体的固定量, 增强了传感器的灵敏度和稳定性, 且该传感器响应迅速、选择性好, 血清中常见抗原不干扰测定. 将其用于临床血清检验, 与放射免疫测定法(RIA)的符合率为86.7%.     

DNA-纳米多孔羟基磷灰石修饰电极用于研究DNA与亚甲基蓝的相互作用

利用溶胶-凝胶法将具有优良生物相容性和独特吸附性的羟基磷灰石(HAp)修饰在玻碳电极上形成纳米多孔薄膜. 电化学实验结果证明该纳米多孔羟基磷灰石薄膜能有效地将双链DNA吸附于其表面. 采用循环伏安法系统研究了固定在HAp薄膜上的DNA与亚甲基蓝(MB)之间的相互作用. 实验结果表明, 在20～200 mV•s^－1扫描速度范围内该电极反应过程系表面反应控制; 在pH 6.0～7.4范围内, MB在DNA修饰电极上的峰电位随pH的增加而向负方向移动; 当磷酸盐缓冲溶液中的离子强度小于59 mmol•L^－1时, MB与DNA之间为静电作用, 当离子强度大于59 mmol•L^－1时, 二者之间既有静电作用, 也有部分嵌入作用. 根据Langmuir吸附公式, 得出MB与DNA之间的结合常数为4.2×10⁴ mol^－1•L.     

超声-伏安法对饮用水中痕量铅(II)和铜(II)的检测研究

以金纳米粒子修饰玻碳电极为工作电极, 采用超声-微分脉冲阳极溶出伏安法连续测定饮用水中痕量铅(II)和 铜(II). 通过原子力显微镜(AFM)对金纳米粒子的形貌和大小进行表征, 对超声波提高伏安检测信号的工作机理作了比较详细的探讨. 实验结果表明, 超声波-伏安法提高了方法的灵敏度, 与传统的微分脉冲伏安法相比, Pb(II)和Cu(II)的峰电流分别增大10倍和8倍. Pb(II)和Cu(II)离子在质量浓度10～250 µg•L－1和5～200 µg•L－1范围内成良好的线性关系, 相关系数分别为0.9943和0.9985. 在含有50 µg•L－1 Pb(II)和20 µg•L－1 Cu(II)的溶液中重复测定9次, 其相对标准偏差为3.5%和2.2%, Pb(II)和Cu(II)的检出限分别为0.3 ng•mL－1和0.1 ng•mL－1. 该方法成功应用于饮用水中痕量Pb(II)和Cu(II)的检测, 方法简便可靠, 具有实际应用意义.     

二甲基亚砜中E-Ni-Co合金膜的电化学制备

利用循环伏安法和恒电位电解法研究了室温条件下在LiClO4-二甲基亚砜(DMSO)体系中Er-Ni-Co功能合金膜的电化学制备.实验结果表明, 在0.1 mol•L－1 ErCl3-0.1 mol•L－1 NiCl2-0.1 mol•L－1 CoCl2-0.1 mol•L－1 LiClO4-DMSO体系中,控制电位在－2.20～－2.50 V范围内进行恒电位电解,得到表面均匀、附着力强、有金属光泽的黑色非晶态Er-Ni-Co合金膜, 其中Er的质量分数可达9.21％～18.90％.     

四磺酸基酞菁钴对于光滑Pt电极上氧还原过程的影响

将大环化合物四磺酸基酞菁钴(CoTSPc)加入到电解液中, 研究了其对Pt阴极催化氧还原以及耐甲醇性能的影响. 实验结果发现, 这种影响与加入到溶液中的CoTSPc的浓度有关, 当溶液中加入CoTSPc的浓度为0.09 mmol•L^－1时, Pt电极催化氧还原的电流基本不变, 而有效抑制了甲醇在阴极的氧化, 使甲醇氧化的峰电流值下降79.7%.     

Pt(111)单晶电极上乙二醇解离吸附反应动力学

运用电化学循环伏安和程序电位阶跃方法研究了乙二醇在Pt(111)单晶电极上的解离吸附过程.动力学研究的定量结果指出,乙二醇解离吸附反应的平均速率随电极电位变化呈火山型分布,其最大值在0.10 V(vs SCE)附近.测得在含2×10－3 mol•L－1乙二醇的溶液中,最大初始解离速率vi为4.35×10－12 mol•cm-－2•s－1.