氧化還原蛋白質在離子液體-納米材料復合體系中的直接電化學.pdf

1、本論文主要研究目的在于構造和發展性能優良的以直接電化學為基礎的第三代生物傳感器。血紅素蛋白質是一種氧化還原蛋白質，研究其直接電化學對于研究生命體內的電子轉移過程，了解生命過程的氧化還原機理及建立高靈敏的檢測方法等方面具有非常實際的意義。納米粒子由于其獨特的光學、電學、催化等性質，在修飾電極上的應用研究已經引起人們極大的關注。近年來，室溫離子液體逐漸成為研究的熱點。本論文主要開展了以下幾個方面的研究工作： 1．制備了3種離子液體修

2、飾碳糊電極。以室溫離子液體1—丁基-3—甲基咪唑六氟磷酸鹽(BMIMPF6)、六氟磷酸正丁基吡啶(BPPF6)和1—乙基-3—甲基咪唑四氟硼酸鹽(EMIMBF4)等為粘合劑和修飾劑，與石墨粉相混合制備了新型的離子液體修飾碳糊電極(CILE)。 2．開展了血紅蛋白(Hb)和肌紅蛋白(Mb)在CILE上的直接電化學行為研究。分別以上述3種CIL正為基底電極，以Nafion、多壁碳納米管(MWCNTs)、單壁碳納米管(SWCNTs)、

3、聚乙烯醇(PVA)、納米TiO2、殼聚糖(CTS)等為修飾材料，采用層層涂布法、直接混合法等固定方法，將Hb和Mb固定到不同電極的表面制備了不同類型蛋白質電化學生物傳感器，如De/Hb/CILE、CTS/nano—TiO2/TiO2/Hb/CILE、Nafion/Hb/SWCNTs/CILE、PVA/Hb/MWCNTs/CILE、Nafion/Mb/MWCNTs/CILE、Nafion—BMIMPF6/Hb/CILE?？疾炝薍b和Mb在

4、不同修飾膜電極上的直接電化學和電催化行為。采用掃描電子顯微鏡(SEM)、紫外可見吸收光譜、傅立葉變換紅外光譜和多種電化學法對修飾電極的性質進行了研究和表征。實驗結果表明，Hb和Mb在不同的修飾膜內基本保持了其生物活性，循環伏安掃描出現一對準可逆的氧化還原峰，并且在修飾電極上Hb和Mb的電子傳遞能力明顯增強，納米粒子和離子液體的存在提供了一個合適的微環境，對電化學行為有極大的促進作用，對Hb和Mb的直接電化學行為進行了研究，求解了相關的電

5、化學參數。解釋了電化學行為的機理，進一步研究了該修飾電極對H2O2、三氯乙酸(TCA)和亞硝酸鈉(NaNO2)等小分子的電催化性質，實驗結果表明所制備的Hb和Mb修飾電極表現出良好的電催化性能，求解了相應的表觀米氏常數(KMapp)。 3．開展了Hb在納米TiO2中的直接電化學行為研究。以BPPF6修飾的碳糊電極為基底電極，采用靜電吸附的方法將Hb固定到電極表面上，制備了Hb修飾電極(nano—TiO2/Hb/CILE)?？疾炝?/p>