氧化還原蛋白質在納米材料修飾電極上的直接電化學與電催化研究.pdf

1、一般來說氧化還原蛋白質與電極之間的電子傳遞速度較慢。原因在于:多數蛋白質的分子量較大，其電活性基團或氧化還原中心深埋在多肽鏈內部，距電極表面較遠;蛋白質在電極表面的取向不利，使電活性中心很難與電極直接交換電子;溶液中的大分子物質在電極表面的吸附和蛋白質本身的吸附變性也會阻礙蛋白質與電極間的直接電子轉移。納米材料具有獨特的光學、電學和催化特性及良好的生物相容性，因此納米材料作為電極修飾材料，具有很高的活性和選擇性。當利用納米材料對電極進行

2、修飾時，除了將材料本身的物化特性引入電極界面外，還使電極擁有大的比表面積，優良的吸附性能等，進而增大電流響應，降低檢測限。本論文將多種納米材料作為修飾劑，制備了4種不同類型的蛋白質修飾電極，研究了蛋白質的直接電化學與電催化行為。
　　1.以正己基吡啶六氟磷酸鹽(HPPF6)為修飾劑制備碳離子液體電極(CILE)。以其為基底電極，分別以殼聚糖(CTS)，鈷酸鋰(LiCoO2)為修飾材料，采用層層涂布法制備了CTS/LiCoO2-Hb

3、/CILE修飾電極。紫外可見吸收光譜和傅立葉變換紅外光譜表明Hb在復合材料中能保持其本身的結構。循環伏安結果表明在pH3.0的磷酸鹽緩沖溶液(PBS)中出現一對準可逆的氧化還原峰，式電位(E0')分別為-0.297V(vs.SCE)。CTS/LiCoO2-Hb/CILE電極對三氯乙酸(TCA)有較好的電催化行為，催化還原電流與TCA濃度在2.0-15.0mmol/L范圍內呈線性關系，檢測限為0.04mmol/L(3σ)。
　　2.

4、基于納米鉬酸銅構建了血紅蛋白的電化學傳感器，開展了血紅蛋白在修飾電極上的直接電化學行為研究。紫外與紅外光譜表明Hb在不同的修飾膜內基本保持了其電化學活性。循環伏安掃描出現一對準可逆的氧化還原峰，研究了Hb的直接電化學行為，求解了相關電化學參數，并研究了該修飾電極的電催化行為。
　　3.以基于HPPF6的CILE為基底電極，采用恒電位沉積法將石墨烯(GR)和納米金層層固定于電極表面，用Nafion將肌紅蛋白(Mb)固定在修飾電極表面

5、制備了Nafion/Mb/Au/GR/CILE。采用循環伏安法對修飾電極進行了表征，結果表明Mb在修飾電極表面實現了直接電化學，循環伏安掃描有一對良好且準可逆的氧化還原峰，式電位(E0')為-0.197V(vs.SCE)。該電極對TCA表現出較好的電催化行為，催化還原電流與TCA濃度在0.4-20.0mmol/L范圍內呈良好的線性關系，檢測限為0.13mmol/L(3σ)，表觀米氏常數（KMapp)為15.47mmol/L。