原子力显微镜对细胞色素C分子结构的形态研究

用原子力显微镜(AFM)对不同浓度下细胞色素C的分子形态,以及加入蛋白质降聚和变性剂脲后的形态变化进行了考察。实验结果显示,在50μmol/L的低浓度溶液中细胞色素C分子主要以直径为3nm的类球形单体形式存在。浓度增大,细胞色素C分子发生聚集,且随着浓度的进一步增大,细胞色素C分子倾向于形成更大的聚集体。浓度为200μmol/L时,聚集体分子间相互缠绕,形成链状结构。浓度低于0.8mol/L的脲的加入基本不影响细胞色素C分子的形态。加入较高浓度的脲,细胞色素C聚集体的聚集数降低,聚集体分子间没有明显的链状结构。     

用同步荧光法研究细胞色素C在水溶液中的存在形态

用同步荧光光谱法研究细胞色素Ｃ在水溶液中的存在形态，发现细胞色素Ｃ中色氨酸残基的同步荧光光谱随浓度改变而发生变化，在较稀的溶液中，只观察到色氨酸残基的一个荧光峰，在较浓的溶液中也观察到一个荧光峰，而在这两个浓度之间时，这两个峰共存，可能反映了细胞色素Ｃ在不同浓度溶液中聚集状态的不同，当向存在两个荧光峰的溶液中加入不同浓度的脲，在一定脲浓度范围内，细胞色素Ｃ不发生变性，脲的作用使细胞色素Ｃ的单体浓度     

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     

细胞色素C电化学反应的静电作用模型

首次发现,简单的阴离子Ⅰ~-是细胞色素c电化学反应的良好促进剂。在碘离子修饰的金电极上能观察到细胞色素c的准可逆电化学反应。根据细胞色素c的结构特点和碘离子的吸附特性,提出了一个以静电作用为基础的细胞色素c的电化学反应的模型。     

羟基卟啉化合物的电化学、顺磁共振及时间分辨光电压性质

通过循环伏安法、电子顺磁共振谱和时间分辨电压光谱研究了羟基取代基数目和位置的不同对羟基苯基卟啉化合物的电化学、电子顺磁共振和时间分辨光电压性质的影响. 研究结果表明, 所有氧化还原反应都是在卟啉环上进行的. 卟啉周边取代基数目的增加使得卟啉共轭体系平均电子云密度增大, 导致体系易氧化而难以还原. 对称性增强可能使卟啉化合物的半波电位值向正方向移动, 羟基取代基的给电子效应对于卟啉化合物电化学性质的影响起主导作用. 常态下卟啉分子没有EPR信号, 在光的激发下, 卟啉分子由原来的逆磁性分子变成顺磁性的激发三重态分子, 这种激发三重态分子在分子轨道上具有两个未成对电子, 这两个电子相距很近, 彼此之间发生很强的相互作用而产生电子, 它的g值随卟啉共轭体系平均电子云密度增大而变大. 时间分辨光电压是由分子中的自由光声载流子的存在而产生的, 光电压的衰减与分子结构密切相关, 它们的电荷分离速度基本上随卟啉周边羟基取代基数目的增加而减慢.     

现场傅里叶变换-红外光谱及紫外-可见光谱电化学研究高氯酸四苯基卟啉合锰(Ⅲ)氧化还原机理

本文以现场透射傅里叶变换-红外光谱及紫外-可见光谱电化学方法,研究了高氯酸四苯基卟啉合锰(Ⅲ)在二氯乙烷溶液中电极氧化还原的机理,发现了红外及紫外—可见光谱电化学的证据,表明该锰(Ⅲ)卟啉的第一步还原反应的电子转移发生在金属中心上,生成锰(Ⅲ)卟啉,而第一步氧化反应是发生卟啉环上,生成锰(Ⅲ)卟啉环阳离子自由基。     

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．     

吡啶、2-甲基吡啶存在下细胞色素c碱式异构化和配体细胞色素c配合物的电化学研究

用半胱氨酸修饰的金电极研究了吡啶、2 甲基吡啶存在下细胞色素c碱式异构化和配体结合细胞色素c的电化学。在此电极上 ,细胞色素c可发生准可逆的电极反应而吡啶结合细胞色素c和 2 甲基吡啶结合细胞色素c在循环伏安图上只给出还原峰。高浓度 (1.2 7mol·L- 1)的吡啶和 2 甲基吡啶可诱导碱式细胞色素c在中性条件下生成。进一步的研究表明 ,这种诱导作用与配体和细胞色素c的键合无关     

系列巯基苯基卟啉自组装膜的光谱和电化学性质

考察了系列巯基苯基卟啉自组装膜的光谱及电化学特征。 结果表明,与溶液中巯基苯基卟啉的光谱相比,自组装膜中卟啉分子的吸收和荧光光谱均发生了明显变化,随着卟啉分子中巯基数目的增加,其荧光峰依次发生红移;不同巯基苯基卟啉自组装膜修饰电极对电解液中电对的电子转移阻碍能力不同,由5,10-二[4-(3-巯基丙氧基)-苯基]-15,20二苯基卟啉形成的卟啉自组装膜的阻碍作用最强,膜表面覆盖度最致密。     

溶液pH值、配体及重金属离子Hg~（2＋）、Cd~（2＋）、Pb~（2＋）对细胞色素c电化学活性的影响

本文研究了溶液ｐＨ值、配体及某些重金属离子对细胞色素ｃ电化学活性的影响．实验发现：在ｐＨ＝２．０和ｐＨ＝１０．０的磷酸盐缓冲溶液中,细胞色素ｃ失活;用强的配体ＣＮ－与铁卟啉发生配位取代反应虽使溶液相中的细胞色素ｃ失活,但不影响吸附态的细胞色素ｃ的活性;重金属离子Ｈｇ２＋、Ｃｄ２＋、Ｐｂ２＋对细胞色素ｃ电化学活性影响的程度不同,影响大小的顺序为Ｈｇ２＋＞Ｃｄ２＋＞Ｐｂ２＋。并对可能的机理进行了讨论。     

电沉积制备ZnO纳米棒修饰电极上氧化还原蛋白的电化学行为

采用恒电位阴极还原法在金电极表面一步修饰ZnO纳米棒, 制备成ZnO纳米棒修饰电极. 扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)结果显示制得的ZnO为直径约100 nm的六棱柱状纤锌矿晶体纳米棒. 使用ZnO纳米棒修饰的金电极研究细胞色素c的直接电化学行为, 结果表明: ZnO纳米棒修饰的金电极能有效探测到细胞色素c的铁卟啉辅基在不同价态下的电化学行为; 细胞色素c吸附后, ZnO纳米棒修饰的金电极对过氧化氢的电流响应呈现良好的线性关系.     

细胞色素C在单糖修饰金电极上的直接电化学

Hill等发现在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。在研究细胞色素C的直接电化学过程中,人们又发现一些生物小分子如氨基酸、嘌呤等对细胞色素C的电化学反应有促进作用,但迄今未见有关糖类分子对细胞色素C电化学反应促进作用研究的报道。本文研究了5种单糖对细胞色素C电化学反应的促进作用。     

甘氨酸在尿素、甲脲及二甲脲水溶液中的体积性质

用精密数字密度计测定了甘氨酸在不同质量分数的尿素、甲脲和二甲脲水溶液中的密度,计算了甘氨酸的极限偏摩尔体积、迁移偏摩尔体积、理论水化数和体积作用系数,讨论了溶剂组成变化对甘氨酸迁移偏摩尔体积和理论水化数的影响.结果表明,甘氨酸与尿素及烷脲分子间的相互作用主要以1:1的形式为主.尿素、甲脲、二甲脲分子与氨基酸荷电中心的直接相互作用,削弱了两性离子带电中心对周围水分子的电致收缩效应,造成了理论水化数随溶液浓度的增加而减小.     

基于偏振光波导分光光谱技术原位研究纳米金-细胞色素c 自组装过程

时间分辨偏振光波导分光光谱技术是一种用于研究表面分子吸附动力学的强大工具. 利用该技术实时、原位监测纳米金与细胞色素c的静电自组装过程, 发现随着吸附层数的增加, 纳米金粒子吸附层产生的局域等离子体共振(LSPR)吸收峰发生了红移, 而且在横磁(TM)模式下的红移比横电(TE)模式下的红移更快; 细胞色素c在纳米金表面的吸附导致LSPR吸收峰的峰位和强度在TM模式下显著红移和升高, 相比之下, TE模式下的LSPR吸收峰无明显变化. 对实验数据的分析验证了纳米金在细胞色素c单分子层表面的吸附动力学行为遵循扩散控制模型, 细胞色素c在纳米金单粒子层表面的吸附动力学行为遵循Langmuir等温吸附模型, 进一步估算了细胞色素c在纳米金表面的吸附速率常数、脱附速率常数和吸附自由能.     

电化学研究聚乙二醇单甲醚接枝壳聚糖的pH敏感性及对细胞色素c的控制释放

采用电化学沉积法在Au电极上制备了聚乙二醇单甲醚接枝壳聚糖（mPEG-g-CS）电沉积膜及其与细胞色素c（Cyt c）复合膜。 循环伏安（CV）和交流阻抗（EIS）等电化学手段研究表明,mPEG-g-CS膜具有良好的pH敏感性,通过调节溶液的pH值,可以改变电化学探针[Fe(CN)6]3-/4-在电极表面的电子转移速率;Cyt c在mPEG-g-CS膜内可以实现直接电子转移,该复合膜电极对H2O2的响应快速而灵敏,说明mPEG-g-CS能较好的保持Cyt c的生物活性。 通过控制溶液的pH值,实现了Cyt c在mPEG-g-CS膜内的可逆释放和关闭。     

溶液pH值,配体及重金属离子Hg^2＋,Cd^2＋,Pb^2＋对细胞色素C电化学活性的影

本文研究溶液ｐＨ值，配体及某些重金属离子对细胞色素Ｃ电化学活性的影响。实验发现：在ｐＨ＝２．０和ｐＨ＝１０．０的磷酸盐缓冲溶液中，细胞色素Ｃ失活，用强的配体ＣＮ＾－与铁卟啉发生配位取代反应虽使溶液相中的细胞色素Ｃ失活，但不影响吸附态的细胞色素Ｃ的活性；重金属离子Ｈｇ＾２＋，Ｃｄ＾２＋，Ｐｂ＾２＋对细胞色素Ｃ电化学活性影响的程度不同，影响大小的顺序为Ｈｇ＾２＋〉Ｃｄ＾２＋〉Ｐｂ＾２＋并对可能的机理进     

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.     

Fe(CN)63-/4-和细胞色素c电化学反应温度影响比较

应用整体升温的方法结合循环伏安和电位阶跃实验技术研究了温度对Fe(CN)63-/4-体系电化学反应的影响,计算不同温度下Fe(CN)63-和Fe(CN)64-的扩散系数D以及异相反应速率常数k0。实验发现,在Fe(CN)63-/4-体系中,Fe(CN)63-的扩散系数随着温度的升高而增大,而Fe(CN)64-的扩散系数则因受到Fe(CN)63-影响而出现相反的趋势。同时,异相反应速率常数也随温度升高而呈现下降趋势,推测这是由于电极表面生成了普鲁士蓝。由于细胞色素c的核心是血红素铁卟啉环,电子的得失都关联铁原子的氧化还原,与Fe(CN)63-/4-体系的电化学反应在一定程度上有其相似性,本文同时应用整体升温的方法研究了温度对细胞色素c电化学反应的影响,计算不同温度下细胞色素c的动力学参数,并与Fe(CN)63-/4-工作比较。     

细胞色素c／L-半胱氨酸修饰金电极检测亚硝酸根

采用循环伏安法、交流阻抗法研究了组装在L-半胱氨酸(L-Cys)修饰金电极上的细胞色素c(Cyt c)电化学行为;采用电化学方法以及紫外-可见光谱对电极进行表征.结果表明:通过静电吸附作用组装在L-Cys修饰金电极上的细胞色素c保持了良好的生物和电化学活性,用Cyt c/L-Cys修饰金电极检测亚硝酸根,响应电流与亚硝酸根浓度在5.0×10-6～4.5×10-4mol·L-1范围内呈线性关系,线性回归方程为Ip=0.031 c 8.165×10-6,相关系数为0.999 5,检出限(S/N=3)为1.5×10-7mol·L-1.电极用于模拟样品及咸菜样品中亚硝酸根的测定,回收率为89.0%～116.0%.     

桥联双卟啉的合成及结构表征

近年来,双卟啉化合物作为主体分子在分子识别领域的研究已成为卟啉化学中的一个重要分支和热点.双卟啉分子中,两个卟啉环之间可以形成一个空腔,而卟啉环间桥连基团不同,则两个卟啉环的相互方位就不同,这就使空腔的大小和空间形态得以控制,从而实现对不同客体分子的选择性识别.基于以上优点,双卟啉可以对多种有机和生物分子进行识别.同时,在卟啉环或者桥链上引入适当的手性中心,就可以对底物进行手性识别.因此,双卟啉的分子识别研究将具有广阔的前景.