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蛋白质的界面吸附及其生物活性因它在构建生物传感、生物电子器件和生物燃料电池等方面具有重要的作用而倍受关注.对此,界面电场是吸附的一个重要影响因素,它能明显地影响蛋白质分子在材料界面的吸附量、分子构象以及分子定向.本文应用电化学方法和红外光谱技术研究了血红蛋白在三维多孔金膜电极上的吸附动力学及其生物活性随界面电场的变化关系.结果表明,由界面电场产生的过量表面电荷可借助与蛋白质分子之间的静电作用加速蛋白质分子在电极表面的吸附,提高其吸附量;但是,过高的界面电场将破坏吸附蛋白质的构象以及降低它还原过氧化氢的催化活性;只有在零电荷电位下,吸附在电极表面的血红蛋白才能保持其天然的构象和生物催化活性.本研究将为生物传感器、生物电子器件和生物燃料电池的构建提供理论依据,加深对荷电生物界面上生物分子界面行为的认识. 相似文献
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界面微环境是影响酶催化反应及酶传感性能的关键因素. 本研究基于三维微纳米结构多孔金基底, 通过调控电极表面的亲水和疏水浸润性, 制备了具有固-液-气三相界面微环境的氧化酶电极, 并研究了界面微环境对酶催化反应动力学的影响规律. 基于所制备的三相界面多孔金结构酶电极, 反应物氧气能够从气相直接快速地传输到酶催化反应界面, 极大地提升了界面氧气浓度及其稳定性, 从而大幅度提高了氧化酶活性及酶电极响应的稳定性. 以葡萄糖为模型待测物, 基于该三相界面酶电极的电化学酶生物传感器拥有宽的线性范围、 高的灵敏度、 低的检出限以及良好的稳定性. 这类独特的三相反应界面设计为高效酶生物传感器的建构以及生物分子的精准检测提供了新思路. 相似文献
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基于纳米材料的低成本、低毒性、高亲水性、高表面体积比和良好生物兼容性等优越性能,纳米技术已被广泛地用于生命分析领域.近1年来,本课题组成功地将一系列纳米粒子应用于蛋白质和酶等生物分子的固定、新型生物功能界面的构建、以及蛋白质直接电子转移研究和生物传感等方面. 相似文献
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《中国科学:化学》2017,(2)
探索生命体对无机纳米材料的生物应答机制是高效、安全、可控地应用无机纳米材料的基础,其关键在于准确理解在生物体系中无机纳米材料与生物分子间的纳米.生物界面作用.本文主要探讨了在纳米-生物界面具有拉曼增强效应的金、银纳米材料;介绍了表面增强拉曼光谱(surface-enhanced raman spectroscopy,SERS)原位研究金、银等无机纳米材料表/界面吸附的核酸、蛋白质、磷脂等生物分子,以及细胞、病毒和细菌等与金、银纳米材料表/界面作用的研究进展;综述了SERS技术在探索纳米-生物界面作用机制、生物分子测定、生物分子界面行为监测中的应用. 相似文献
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电化学生物传感器具有灵敏度高、便携性好、响应快速和易于集成等优点,在临床检测方面有很大应用潜力,并在可穿戴健康监测领域得到了快速发展。但在实际临床生物样本检测中,非靶标生物物质会在电极表面产生非特异性吸附（即生物污染）,影响了电化学生物传感器的性能。因此,构建具有防污染能力的传感界面（抗污界面）,防止非靶标物质吸附到电极表面,对于扩大电化学生物传感器的实际应用范围,实现在复杂生物样本中的检测至关重要。本文概述了物理、化学和生物抗污电极界面的构建及其在临床相关生物标志物检测中的应用,为电化学生物传感器实际应用性能的提升提供技术参考,并通过对界面抗污原理和存在问题的探讨,对抗污界面发展前景和未来趋势予以展望。 相似文献
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由于高分子水凝胶独特的柔软性、生物相容性和仿生特性,采用水凝胶修饰电极降低了电极的峰间噪声水平,克服了目前生物传感器在生物兼容性和组织-电极间相互作用方面的局限性。本文结合近年来国内外的最新研究进展,综述了涂渍法、共价键合法、电化学法和层层自组装法等水凝胶修饰电极的几种主要制备方法,较为全面地总结了水凝胶修饰电极在神经元电极、酶修饰电极、氧化还原蛋白修饰电极、pH传感器及其它方面的应用,最后对水凝胶修饰电极研究面临的挑战和未来的发展进行了讨论。 相似文献
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神经界面电极作为人体和外部器件间信息融合的媒介, 为人们进一步探究神经系统高级功能的机制提供了有效工具. 传统的神经电极多以金属和半导体材料为主, 这两类材料因具有惰性材料的特性及优越的 导电性能而成为早期神经电极的主要制备材料, 但由于其刚性过大和光滑表面导致的机械失配及与生物组织间过高的电化学阻抗限制了神经电极的进一步发展. 导电高分子作为一种有机导电材料, 同时具备柔软性 (杨氏模量约在0.01~10 GPa)和导电性(高掺杂度的导电高分子的电导率在金属范围, 100~105 S/cm)的特征, 是制备神经电极的有效材料. 近年来, 人们利用导电高分子材料对传统电极材料进行改性甚至替代, 以提高电极比表面积、 减小界面阻抗, 并提高电极检测的灵敏性; 同时减小电极与组织间的应变失配, 减少炎症反应, 并进一步在导电高分子中引入功能性生物大分子, 减少生物组织对电极的排异反应, 增加电极在体内长期植入的稳定性. 本文讨论和总结了导电高分子材料在神经电极中的应用, 分别对导电高分子作为涂层修饰神经电极、 全导电高分子材料神经电极及导电高分子复合材料神经电极等展开讨论, 分析了导电高分子在神经界面电极中的应用前景及存在的问题, 以期对神经界面电极在脑科学和生物电子医疗等前沿领域的进一步发展提供参考. 相似文献
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超分子化学和界面的结合有效地促进了超分子化学和胶体与界面科学的发展。刺激响应性超分子界面,因在外界刺激作用下能够引起界面物理化学性质的改变并带来新的界面功能,而受到广泛的关注。近年来,溶液中基于偶氮苯 环糊精主客体相互作用的超分子组装体已经得到了广泛的研究。我们将溶液中基于偶氮苯环糊精主客体作用的可控可逆超分子组装体转移到界面上,构筑了具有刺激响应性的功能化超分子界面,并实现了表面浸润性的可逆调控、生物大分子的可控吸附与脱附、光可控的生物电化学催化等功能。我们期待类似的概念可以拓展到其他超分子体系,构筑具有特定结构的功能界面。 相似文献
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生物电子学—现代分析化学新发展的重要领域 总被引：1，自引：0，他引：1
生物电子学技术是基于电子学与生物技术的发展而诞生的新领域。本文阐述并展望在这领域的最新发展。包括:生物计算机与分子计算机,生物传感器,酶电极的生物催化作用,基于离子电极和生物离子学的生物传感器,导电聚合物传感器等。 相似文献
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