血红蛋白在纳米金修饰电极上的电化学研究

氧化还原蛋白在电极上的直接电化学研究不但能获得有关蛋白质和酶的热力学和动力学性质等重要信息,为开发新型生物传感器和生物反应器提供理论指导,而且对了解它们在生命体内的电子转移机理和生理作用机制具有重要意义。血红蛋白(Hb)是以血红素为辅基的蛋白质,在生物体中的主要     

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.     

血红蛋白在纳米孔径氧化铝膜修饰电极上的直接电化学

运用电化学包埋法成功将血红蛋白(Hb)固定于纳米孔阳极氧化铝膜(AAO)修饰的玻碳电极(GC)表面, 制得Hb/PPy/AAO/GC修饰电极, 并对Hb/PPy/AAO/GC修饰电极的制备条件进行了优化. 研究了Hb/PPy/AAO/GC修饰电极在磷酸缓冲液(pH＝6.8)中的电化学行为, 探讨了血红蛋白在AAO修饰电极表面的直接电子转移机理. 结果表明阳极氧化铝膜不仅保持了血红蛋白的生物活性, 而且通过它的纳米尺寸效应, 实现了Hb与电极之间的直接电子转移. 其研究内容对生命科学和临床医学有着重要意义.     

肌红蛋白在灿烂甲酚蓝修饰电极上的可逆电子传递反应

利用循环电位吸收法和电位阶跃计时吸收法在薄层电解池中研究了肌红蛋白在灿烂甲酚蓝(BCB)修饰电极上和BCB溶液中的电化学行为。实验表明肌红蛋白可以发生可逆的还原和氧化反应,完全还原和氧化分别需要20和100s, 氧化还原反应的标准速率常数被估算为5.6×10^-^4cm·s^-^1, 并且稳定性很好, 没有蛋白质变性反应发生。用光谱电化学方法测得该反应的标准电极电位和电子转移数与肌红蛋白相符。光电子能谱实验表明肌红蛋白没有吸附在BCB修饰电极上, 对BCB修饰电极促进肌红蛋白的电子转移机理作了初步探讨。     

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。     

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在单壁碳纳米管表面的固定、直接电子转移及电催化

应用吸附法将细胞色素c(Cytoc)固定在单壁碳纳米管(SWNT)表面.红外光谱(IR)显示被固定的Cytoc能保持原有的空间结构,没有发生变性.循环伏安测试表明,Cytoc在SWNT表面能发生稳定的直接电子转移,其i~E曲线上出现一对良好的、几乎对称的氧化还原峰.式量电位E0’基本不随扫速的增加而变化(在20 mV~120 mV/s的扫速范围内,E0’平均值为0.165±0.001V).实验同时给出,吸附在SWNT表面的Cytoc仍能保持其对H2O2电化学还原的生物电催化活性.     

细胞色素C551在ITO电极上的直接电化学

在不加任何电子转移促进剂的条件下,用循环伏安法(CV)和微分脉冲伏安法(DPV)观察到细胞色素C551在ITO导电玻璃上的直接电化学行为.结果显示电极反应过程为准可逆性质,计算得到细胞色素C551的扩散系数、式电位和异相电子转移标准速率常数,并对其在ITO导电玻璃电极上的电子转移机制进行了初步分析.     

碳纳米管促进氧化还原蛋白质和酶的直接电子转移

将血红蛋白(Hb)、辣根过氧化物酶(HRP)和葡萄糖氧化酶(GOx)分别固定在经碳纳米管修饰的玻碳电极(CNT/GC)上,制成Hb CNT/GC、HRP CNT/GC和GOx CNT/GC电极.Hb、HRP和GOx在CNT/GC电极表面均能发生有效和稳定的直接电子转移反应,其相应的循环伏安曲线均显示出一对几近对称的氧化还原峰;在60mV/s下,其式量电位E0'分别为-0.343V、-0.319V和-0.456V(vs.SCE,pH6.9),且不随扫速而变;以上三者在CNT/GC电极表面直接电子转移的表观速率常数ks依次为1.25±0.25、2.07±0.56和1.74±0.42s-1;根据式量电位E0'随缓冲溶液pH值的变化关系,确知在CNT/GC电极上,Hb或HRP发生的直接电化学遵从(1e+1H+)电极过程机理,而GOx发生的直接电化学反应则遵从(2e+2H+)机理.此外,固定在CNT/GC电极表面的Hb、HRP和GOx也同时表现出对各自底物的生物电催化活性.由本文制备的碳纳米管修饰电极及其固定生物蛋白质(酶)的方法具有简单、易于操作等优点,并可用于对其它生物氧化还原蛋白质和酶的直接电子转移测试.     

磷灰石通道离子替换对细胞色素C直接电化学的影响

采用沉淀法合成了以OH^-、F^-、Cl^-为通道离子的磷灰石纳米晶体。利用其独特的多位点吸附特性,研究了磷灰石不同通道离子替换对细胞色素c直接电化学的影响。在pH7．0的磷酸盐缓冲溶液中,细胞色素C在磷灰石修饰玻碳电极表面于0．074V(us．Ag／AgCl)附近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。细胞色素C与磷灰石之间的静电作用使深藏在细胞色素C内部的电活性中心靠近电极表面,加速了细胞色素C在玻碳电极表面扩散控制的准可逆单电子转移过程。其中氟磷灰石对细胞色素C直接电化学的促进作用最显著,羟基磷灰石次之,氯磷灰石最弱。     

生物分子电催化的研究2:血红蛋白在甲酚固紫修饰石黑电极上的电催化

本文将甲酚固紫吸附在石墨电极上以制成修饰电极,它是一种能够加快血红蛋白在电极上电子传递速度的新的电子传递媒介体.在+09.2V～-0.4V(VS.SCE)电位范围内,吸附态的甲酚固紫表现出相当可逆的两电子氧化还原行为,同时有两个质子参加.在pH5.5NaOAc-HOAc缓冲溶液中,其表面式量电位E^0'为-0.18V,表观电子传递速率K~S为0.71s^-1.甲酚固紫修饰电极具有良好的稳定性,它能够大大加快血红蛋白在电极上的电子传递速度,使其具有很好的电流响应,可应用于血红蛋白的测定.     

一氧化氮在肌红蛋白修饰电极上的电催化还原

本文研究了醋酸盐缓冲体系中NO2^-歧化产物NO在肌红蛋白修饰玻碳电极上的电催化还原反应, 其还原峰电位为-0.68V(vs. SCE)。文中考察了溶液酸度、亚硝酸根离子浓度等对修饰电极的电化学行为的影响, 并对一氧化氮在肌红蛋白修饰电极上的电催化还原机理进行了探讨。     

聚苯胺修饰电极膜厚度的理论公式及其验证

本文提出了用于计算聚苯胺修饰电极膜厚度的理论公式,它实用于恒电流法和循环扫描伏安法制得的膜,经验证理论和实验相符合.文中还讨论了PANI密度及摩尔体积的计算和化学测定方法.     

化学修饰电极的研究 V:铁卟啉修饰电极对氧的催化还原

By surface organio synthesis a Fe (III) tetra-o-aminophenyl porphyrin modified electrode was successfully prepared on glassy carbon electrode surface through amidization. The preparation considitions were invesigated in detail. Using cyclie voltametry and cyclie semidifferential polarography in an acidic aqueous solution the behavior of the catalytic reduction of oxygen on iron porphyrin modified electrode was studied. Based on experimental results it was shown that the irreversible process of 2- electronreduction to hydrogen peroxide belongs to EC parallel catalytic process.     

聚苯并咪唑修饰电极的性能和应用

本文研究了聚苯并咪唑为修饰膜并交换上Fe(CN)~6^3-的修饰电极的稳定性、适宜酸度条件和电化学行为, 测定了膜中电荷转移扩散系数并用该修饰电极研究了对抗坏血酸的催化氧化作用。     

细胞色素c在微带金电极上的直接电化学

报道了一种新的促进剂4,6-二甲基-2-巯基嘧啶(DMMP)对细胞色素c(Cyt.c) 电化反应的促进作用,用红外光谱和光电子能对DMMP 在金电极表面形成的单分子膜进行了表征.循环伏安实验表明Cyt.c在DMMP修饰微电极上能发生准可逆的电化学反应,异相电子传递速率常数K~5为6.6×10^-^3cm/s,对DMMP修饰膜的稳定性进行了考察;讨论了Cyt.c发生电化学反应的异相电子传递速率常数K~5受电极, 表面促进剂的修饰量以及空气中氧影响的机理.     

二茂铁衍生物LB膜修饰Pt电极的循环伏安法性能

本文研究了单取代二茂铁酯和双取代亚麻酸二茂铁酯LB膜修饰Pt电极的循环伏安法性能,用修饰电极的循环伏安模型对实验结果进行拟合,计算了在转移压力分别为20,30,40mN·m^-^1下LB膜修饰Pt电极的覆盖度,并分析和讨论了不同转移压力下修饰的二茂铁LB膜的电荷转移中介作用     

电聚合卟啉衍生物修饰的碘离子选择性电极

用电化学方法将α,β,γ,δ-四(4-氨基苯基)卟啉单体聚合在铂丝电极上, 可制备化学修饰型I^-选择性电极.质子化卟啉衍生物的立体交联高聚大环与I^- 的作用具有强的主客体效应,使电极对I^-具有高的选择性,并呈现与经典Hofmeister 系列及一般金属卟啉中性载体膜电极不同的阴离子选择性次序:I^-》SCN^-》ClO~4^->NO~2^->Br^->NO~3^->Cl^->SO~4^2^-.电极对1×10^-^1～2.6×10^-^6mol ·dm^-^3呈线性响应,检测下限8.2×10^-^7mol·dm^-^3,斜率61±0.2mV/pI^-(27℃).测试了电极膜的交流阻抗行为.电极具有内阻小,响应快,抗毒化能力强,制备简单等优点     

生物分子电催化的研究 Ⅰ.电子传递媒介体甲酚固紫电化学行为的研究

本文以直流极谱、脉冲极谱、Kalousek极谱、交流极谱、交流伏安和循环伏安等多种电化学分析方法对甲酚固紫的极谱伏安性质进行了研究,在pH3～11范围内甲酚固紫在汞电极上发生两电子可逆反应,同时有两个质子参加,其反应物和产物均能吸附在电极表面.研究结果还表明,在一定的条件下甲酚固紫可在电极表面形成双层吸附,吸附层厚度的改变对伏安曲线的形状产生明显的影响,各吸附层显示了不同的电化学性质.