生物分子在羥基磷灰石修飾電極上的電化學行為研究.pdf

1、氧化還原蛋白質和酶等生物大分子的直接電化學是生物電化學的熱門研究課題。它的研究對于人們獲得蛋白質和酶的熱力學和動力學性質，深入研究蛋白質和酶等生物大分子在生命體內的生理作用、電子傳遞反應機制，以及開發新型生物傳感器都具有重要的意義。然而，對于大多數蛋白質而言，由于其電活性中心深埋于非導電性的肽鏈中，通常條件下難以觀察到蛋白質與電極之間直接的電子轉移。 羥基磷灰石(Hydroxyapatite，HA)作為一種骨修復材料，有良好的生

2、物兼容性和生物活性，且對人體無毒、無害、無致癌作用，作為人體骨骼的替代材料已有臨床應用。本文在實驗室已有的對HA電沉積研究的基礎上，應用雙電位階躍法在鉑電極和玻碳電極上電沉積制備羥基磷灰石涂層，考察細胞色素C、葡萄糖氧化酶、血紅蛋白等生物大分子在HA修飾電極上的電化學行為。 1．細胞色素C在HA修飾鉑電極上的電化學行為研究采用雙電位階躍法在鉑電極上電沉積制備HA涂層，細胞色素C在該修飾電極上測得的CV曲線上呈現一對氧化還原峰，氧

3、化還原峰電流之比接近1：1、式量電位E<'0>’為0.018V、峰電位差為70 mV，表明HA可以促進細胞色素C的電子傳遞，并且是一受擴散控制的準可逆過程。 實驗結果表明，不同沉積條件下制備的HA修飾電極對細胞色素C的電子傳遞有一定的影響?；陔娀瘜W交流阻抗譜的測試結果及其相關的電化學參數擬合，討論了細胞色素C在修飾電極上進行的直接電子傳遞的機制。實驗結果表明，適當增加涂層的厚度，有利于細胞色素C發生直接的電子傳遞反應。

4、 2．葡萄糖氧化酶在HA修飾的玻碳電極上的電化學行為研究采用雙電位階躍法電沉積制備HA涂層修飾的玻碳電極，并用Nafion將葡萄糖氧化酶(Glucose oxidase,GOD)固定于電極上，制得GOD-HA/GC電極。測得的循環伏安曲線上可以觀察到一對近乎可逆的氧化還原電流峰，表明固定在HA修飾電極上GOD能進行有效的直接電子傳遞。對葡萄糖的響應測定顯示了葡萄糖氧化酶仍然保持其生物電催化活性。同時還考察了不同pH值，不同溫度對修飾電極

5、電流響應的影響。 3．血紅蛋白在HA修飾玻碳電極上的電化學行為研究采用雙電位階躍法在玻碳電極上電沉積制備羥基磷灰石涂層，將血紅蛋白(Hb)滴涂到電極上并用Nafion進行固定，以制得Hb-HA修飾的玻碳電極(Hb-HA/GC)。紫外可見光譜和紅外光譜表明，固定在修飾電極上的血紅蛋白保持了原有的二級結構。循環伏安測量結果表明，Hb在修飾電極上沒有發生變性，能進行有效的直接電子轉移，表現為吸附控制的準可逆反應。修飾電極對過氧化氫、氧