磁性纳米微球-血红蛋白修饰电极的电化学行为及对H2O2电催化还原的研究

将天然高分子壳聚糖(CS)包裹碳包铁的磁性纳米微球(CFN/CS)修饰于玻碳电极表面,并利用戊二醛将血红蛋白(Hb)交联在CFN/CS上,制备了Hb-CFN/CS-GC电极。循环伏安法和电化学交流阻抗法实验结果表明,Hb在CFN/CS-GC电极表面仍保持较好的生物活性,能稳定有效地进行直接电子转移反应。电化学研究表明该修饰电极对H2O2有良好的电催化还原作用,在pH 7.0的磷酸盐(PBS)介质中,H2O2在5.2×10-5~2.3×10-3mol/L浓度范围内,其浓度与还原峰电流呈良好线性关系,检出限为8.7×10-6mol/L。该修饰电极有着良好的重现性和稳定性。     

葡萄糖氧化酶在纳米金/壳聚糖/离子液体BMIMPF6修饰电极上的直接电化学及其应用

用滴涂法将葡萄糖氧化酶(GOD)修饰到纳米金(Nano-Au)/壳聚糖(CS)/1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐(BMIMPF6)复合材料修饰的金电极表面,制备了GODNano-Au/CS/BMIMPF6/Au生物传感器。采用循环伏安法(CV)和扫描电子显微镜(SEM)对该生物传感器进行表征,并对其制备条件、电化学性质进行了较为详细的研究。结果表明,复合材料不仅为GOD提供了良好的微环境,而且通过纳米尺寸效应和离子液体的高导电性,促进电子转移,使GOD具有更高的活性。该修饰电极可作为葡萄糖生物传感器,在最优条件下,葡萄糖浓度在1.0×10-4~1.0×10-6 mol·L-1范围内呈良好的线性关系,其线性相关系数r=0.9995,检出限为3.85×10-8 mol·L-1。     

Hb/Fe3O4/CILE修饰电极的制备及应用

以类离子液体碳糊电极(CILE)为基体电极,采用滴涂法和利用静电吸附作用,制备了Hb/Fe3O4/CILE修饰电极,研究了Hb的直接电化学及其电催化行为,建立了H2O2的计时安培测定新方法。结果表明:Hb在该修饰电极上,Hb呈现了一对准可逆的氧化还原峰,且其在该修饰电极表面表观覆盖度为2.65×10-9moL/cm2;电子转移速率常数为1.35/s;表观米氏常数为1.59×10-5mol/L。在1.0×10-6~4.0×10-5mol/L范围内,催化电流与H2O2浓度呈线性关系(r=0.9976),检出限为3.0×10-7mol/L(S/N=3)。     

血红蛋白在溶胶-凝胶纳米银修饰电极上的直接电化学

运用溶胶-凝胶技术将血红蛋白(Hb)固定于纳米银(AgNPs)修饰的玻碳电极(GCE)表面,制得溶胶-凝胶血红蛋白纳米银修饰电极(Sol-Gel/Hb/AgNPs/GCE)。优化了修饰电极的制备条件,研究了该修饰电极在B-R缓冲溶液(pH=4.10)中的电化学行为,探讨了Hb在AgNPs修饰电极表面的直接电子转移机理。结果表明:AgNPs不仅保持了Hb的生物活性,而且通过它的催化效应,实现了Hb与电极之间的直接电子转移。进一步的实验结果显示,固定在纳米银修饰电极表面的Hb能保持其对H2O2的生物电催化活性。     

血红蛋白在二维纳米金Langmuir—Blodgett单层膜修饰电极上的直接电化学

利用Langmuir-Blodgett(LB)技术在氧化铟锡(ITO)电极上制备了分散均匀的二维纳米金单层膜,并将血红蛋白(Hb)直接固定于该修饰电极表面,研究了Hb在电极上的直接电化学行为.实验结果表明:纳米金可以改善Hb和电极间的直接电子传递,提高电子传递效率.Hb/Nano-Au修饰电极在pH 5.0～9.0范围内的式电位与溶液pH呈线性关系,斜率为-57 mV/pH,说明Hb的电子传递过程伴随质子转移;该修饰电极对H2O2具有良好的催化作用,在0.1 mol/L pH 7.0 的磷酸盐缓冲溶液(PBS)中,H2O2在2.5×10-6～4.1×10-4 mol/L浓度范围内与响应电流呈良好的线性关系,检出限为6.2×10-7 mol/L;其异相电子转移速率常数为0.66 s-1,米氏常数为0.20 mmol/L.     

PB/Au/CILE的制备与应用

混合离子液体(N-丁基吡啶六氟磷酸盐,[BuPy][PF6])与石墨粉,制备了离子液体碳糊电极(CILE),再采用电沉积法制得PB/Au/CILE修饰电极,研究了该修饰电极的电化学行为及其对H2O2的电催化,建立了H2O2的计时安培测定新方法。结果表明:在该修饰电极上PB产生了一对准可逆的氧化还原峰,并对H2O2表现出良好电催化作用,安培法测定H2O2的线性范围为5.0×10-6～1.55×10-4mol/L,检出限为1.0×10-6mol/L(S/N=3)。连续10次测定5.0×10-6mol/L H2O2峰电流的RSD为2.1%。     

血红蛋白在TiO2-石墨烯/离子液体/壳聚糖纳米复合膜修饰电极上的直接电化学

基于TiO2-石墨烯、离子液体和壳聚糖复合膜修饰玻碳电极制备了一种新型的电化学传感器。用循环伏安法研究了血红蛋白在该修饰电极上的直接电化学行为。结果表明,该纳米复合膜能有效地促进血红蛋白在电极上的直接电子转移,保持其生物催化活性。该传感器对H2O2具有良好的催化性能。H2O2的电流响应信号与其浓度在20～860μmol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为0.1μmol/L(S/N=3)。传感器具有良好的稳定性和重现性。     

基于石墨烯和室温离子液体复合物溶胶修饰的玻碳电极制备尿酸电化学传感器

将石墨烯(GN)与室温离子液体(IL)1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐(BMIMPF6),以适当比例研磨成胶状IL-GN,修饰在玻碳电极(GC)上制备了IL-GN/GC。利用原子力显微镜AFM表征IL-GN的形成。由于石墨烯和室温离子液体的协同作用,该电极显示了对H2O2良好的催化性能,基于尿酸氧化酶将之制备成生物传感器,用于尿酸(UA)直接电化学检测,并进行了传感器的抗干扰性能及实际血样中尿酸的检测实验。结果表明,此传感器检测尿酸的线性范围为0.002~4.5 mmol/L,相关系数为0.995,检出限为0.85μmol/L,响应时间为10 s。此传感器制备简便,稳定性好,抗干扰能力强,可用于实际血清中尿酸的检测,为尿酸的测定提供了新方法。     

离子液体/多壁碳纳米管/壳聚糖修饰电极同时检测多巴胺、抗坏血酸及尿酸的研究

将水溶性离子液体([ BMIM] N(CN)2)、多壁碳纳米管(MWCNTs)和壳聚糖(CS)三者结合,修饰在玻碳电极上制备MWCNTs - IL - CS修饰玻碳电极,并研究了多巴胺(DA)、抗坏血酸(AA)、尿酸(UA)在该修饰电极上的电化学行为.扫描电子显微镜图显示,MWCNTs在IL - CS中能良好分散,并形...     

血红蛋白和SiO2凝胶层层组装膜在碳纳米管/金纳米粒子修饰电极界面上的直接电化学及电催化研究

以SiO2凝胶膜和蛋白质交互组装法固定血红蛋白(Hb), 对其进行了电化学和电催化研究. 首先制备碳纳米管/金纳米粒子复合材料修饰的MWNTs-Au/GC电极, 为防止蛋白质在电极表面流失, 将Hb和自制的SiO2凝胶膜交替滴涂到电极表面, 得到SiO2/Hb层层组装膜修饰电极, 即{SiO2/Hb}n/MWNTs-Au/GC电极, n=2为优化层数. Hb在{SiO2/Hb}2/MWNTs-Au/GC电极上仍能保持其特有的生物活性, 并能与电极进行稳定快速的电子直接转移, 同时表现出过氧化物酶特性, 对H2O2具有良好的生物电催化还原能力.     

基于血红蛋白/纳米金/二氧化锆-壳聚糖修饰的过氧化氢生物传感器

将二氧化锆(ZrO2)分散于壳聚糖(CS)中得到稳定的CS-ZrO2复合物,制备了Hb/nano-Au/CS-ZrO2/Au过氧化氢生物传感器。 用循环伏安法和计时电流法考察该修饰电极的电化学特性,发现该修饰电极对过氧化氢(H2O2)的还原有良好的电催化作用。 实验结果表明,该传感器对H2O2的线性响应范围为3.9×10-6～1.8×10-3 mol/L,线性相关系数R=0.9956,检测下限为5.6×10-7 mol/L(S/N=3),并具有选择性高、线性范围宽和响应快等优点。     

离子液体掺杂聚苯胺/纳米铜修饰电极制备及其在过氧化氢测定中的应用

在离子液体1-甲基咪唑-三氟乙酸中用循环伏安法(CV)电聚合苯胺制得离子液体掺杂聚苯胺膜修饰玻碳电极(IL-PANI/GCE),进一步在其表面原位电沉积纳米铜粒子,构制用于测定H2O2的新型离子液体掺杂聚苯胺/纳米铜(nano-Cu/IL-PANI/GCE)电化学传感器。用扫描电镜(SEM)、循环伏安法(CV)和电化学阻抗谱法(EIS)表征此修饰电极,并讨论了其对H2O2的电催化还原机制。在0.1 mol/L NaOH溶液和"0.35 V电位下,用电流法测定了H2O2的含量,在20～1.12 mmol/L浓度范围内线性关系良好;检出限为0.1μmol/L,响应时间约为3 s。     

HA-[CePy][PF6]-Mb/GCE修饰电极的制备与应用

将肌红蛋白(Mb)包埋在十六烷基吡啶六氟磷酸盐([CePy][PF6])与透明质酸(HA)混合得到的复合膜内,采用滴涂法将其修饰在玻碳电极(GCE)表面,制备了HA-[CePy][PF6]-Mb/GCE修饰电极,研究了Mb的直接电化学及电催化行为,建立了H2O2的计时安培测定新方法。结果表明,在0.1 mol/LPBS(pH 7.0)中,该修饰电极上产生了一对准可逆的氧化还原峰,电子转移速率常数(ks)为3.9/s,电极表面表观覆盖度(Γ*)为4.36×10-9mol/cm2,表观米氏常数(Km)为2.6×10-5mol/L;该修饰电极上的Mb对H2O2的还原表现出良好的电催化作用,催化电流与H2O2浓度在2.5×10-6～5.0×10-5mol/L范围内呈线性关系,检出限为8.0×10-7mol/L(S/N=3)。     

基于明胶-碳纳米管的辣根过氧化物酶修饰电极在离子液体中的直接电化学

制备了明胶(Gel)-多壁碳纳米管(MWCNTs)纳米复合物,将其修饰在玻碳电极表面,再吸附辣根过氧化物酶(HRP),制得明胶-多壁碳纳米管-辣根过氧化物酶修饰电极(Gel-MWCNTs-HRP/GCE).该修饰电极在PBS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-0.356 V(vs.SCE),表明包埋在Gel-MWCNTs中的HRP与电极之间发生了直接电子传递.当扫速在20 ～ 180 mV/s时,氧化峰电流(Ipa)与还原峰电流(Ipc)均与扫速成正比,表明电极过程是受电子传递速率控制的表面传质过程.运用循环伏安法研究了修饰电极的电化学特性,探讨了工作电位、pH值、干扰物质等对修饰电极的影响.实验结果表明,HRP在修饰电极表面能有效和稳定地进行直接电子转移,并保持了其对过氧化氢(H2O2)的生物催化活性.进一步研究发现,在含有亲水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸([BMIM]BF4)的溶液中,修饰电极对H2O2显示出更灵敏的催化活性,其线性范围为2.0×10-7～0.13 mol/L,检出限(S/N =3)为2.3×10-8 mol/L.该电极具有灵敏度高、重现性及稳定性好、使用寿命较长等优点,同时还显示了较好的抗干扰能力.     

基于血红蛋白-纳米磷酸钬复合材料的过氧化氢生物传感器

以Ho2O3为反应物,采用水热法制备了纳米磷酸钬(n-HoPO4),并利用场发射扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)对其进行形貌表征和元素组成分析.将n-HoPO4和血红蛋白(Hb)复合材料修饰于裸玻碳电极(GCE)表面构建生物传感器,实现了对H2O2的电化学检测.采用循环伏安(CV)和电化学交流阻抗(EIS)技术对修饰电极进行表征,结果表明,Hb/n-HoPO4/GCE对H2O2的还原具有良好的电化学催化效果;n-HoPO4具有良好的导电性和生物相容性,促进了Hb与工作电极间的直接电子转移.研究了不同pH值和电化学扫速对修饰电极响应电流的影响.在优化实验条件下,此生物传感器对H2O2在50 ～ 1000 μmol/L范围内表现出良好的线性关系,相关线性系数R=0.999,检出限为17 μmol/L(S/N=3).此生物传感器具有检测范围宽、稳定性和重现性好、抗干扰能力强等优点,可用于实际样品的检测.     

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.     

血红蛋白在海藻酸钠膜中的电化学和电催化行为

用海藻酸钠(SodiumAlginate,SA)将血红蛋白(Hb)固定在热裂解石墨电极表面,制备了Hb SA膜修饰电极。包埋在海藻酸钠膜中的血红蛋白与电极直接传递电子。在pH7.0的磷酸盐缓冲溶液中可得到一对可逆的血红蛋白辅基血红素Fe(Ⅲ) Fe(Ⅱ)电对氧化还原峰,式电势为-0.364V(vs.SCE)。其式电势随溶液pH值增加而负移且成线性关系,直线斜率为-36.0mV pH,说明血红蛋白的电子传递过程伴随有质子的转移。并研究了Hb SA膜修饰电极对O2、H2O2和NO的电催化性质。     

金复合介孔SBA-15吸附血红蛋白在H2O2电催化反应中的应用

以P123嵌段共聚物表面活性剂为模板剂制备介孔氧化硅SBA-15,并用沉积-沉淀(DP)法在SBA-15介孔表面负载纳米Au颗粒制备得到金复合介孔SBA-15材料(Au-SBA-15).再以Au-SBA-15材料制备玻碳修饰电极,将血红蛋白固定于修饰电极上用循环伏安法考察其对不同浓度H2O2溶液的电催化反应.在固定了血红蛋白的Hb/Au-SBA-15/GC修饰电极上,H2O2在+0.95 V处出现了氧化峰,且随着H2O2浓度的增大峰电流不断增加,说明金复合介孔氧化硅材料具有良好的生物兼容性,有利于血红蛋白的固定,其修饰电极对H2O2溶液具有一定的电催化作用.     

磷脂修饰化的石墨烯纳米复合物的制备及其直接电化学研究

通过非共价键修饰方法制备了兼具良好生物相容性和导电性的磷脂1-棕榈酰-2-油酰甘油-3-磷酸钠-石墨烯(POPG-GP)纳米复合物,并利用TEM,FT-IR,UV-vis,zeta电位等对其形貌和结构进行了表征.由于POPG-GP纳米复合材料在水溶液中呈现出较为明显的负电性,因此,可通过静电自组装方法将辣根过氧化物酶(HRP)进一步组装到POPG-GP修饰的玻碳(POPG-GP/GC)电极上,构筑HRP/POPG-GP/GC修饰电极.电化学实验结果表明,POPG-GP纳米复合物能够有效实现HRP与修饰电极之间的直接电子转移.此外,固载在修饰电极表面的HRP对底物H2O2还表现出良好的电催化活性.HRP/POPG-GP/GC修饰电极对H2O2的检测线性范围为3.5~210μmol/L,最低检出限为1.17μmol/L(S/N=3),灵敏度为356.6 mA?cm-2?M-1,Km值为0.45 mmol/L.     

海藻酸钠水凝胶固定化血红蛋白的电化学性质

用海藻酸钠(SA)将血红蛋白(Hb)固定在热裂解石墨电极表面，制备了Hb—SA膜修饰电极。包埋在SA膜中的血红蛋白与电极直接传递电子。在pH7．0的磷酸盐缓冲溶液和磷酸盐／乙醇混合溶液中均可得到一对可逆氧化还原峰，这是血红蛋白辅基血红素Fe^3 ／Fe^2 电对的氧化还原。电势随溶液pH值增加而负移且呈线性关系，直线斜率为-41．0mV／pH，说明血红蛋白的电子传递过程伴随有质子的转移。并研究了Hb—SA膜修饰电极对O2、H2O2、NO和六氯乙烷(HCE)的电催化性质。