血紅素蛋白質(zhì)在室溫離子液體中的電化學(xué)及其分析應(yīng)用.pdf

1、本論文從生物親和性考慮，設(shè)計(jì)和構(gòu)造了瓊脂糖、DNA固定的血紅素蛋白質(zhì)膜修飾電極，研究了血紅素蛋白質(zhì)在室溫離子液體中的直接電化學(xué)和電催化行為，探討了離子液體對(duì)血紅素蛋白質(zhì)的影響及其相互作用。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下： (1)構(gòu)筑了穩(wěn)定的血紅素蛋白質(zhì)-瓊脂糖膜修飾電極。傅立葉變換紅外吸收光譜和紫外可見吸收光譜證實(shí)固定在瓊脂糖膜中的血紅素蛋白質(zhì)保持原始構(gòu)象，原子力顯微鏡成像顯示血紅素蛋白質(zhì)與瓊脂糖之間存在較強(qiáng)的相互作用。對(duì)該蛋白質(zhì)膜修飾

2、電極在離子液體1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽([bmim][PF6])和1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽([bmim][BF4])中的直接電化學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，固定在瓊脂糖膜中的血紅素蛋白質(zhì)在[bmim][PF6]中可與電極表面直接交換電子，而在[bmim][BF4]中，則必須加入適量的水才能保持血紅素蛋白質(zhì)的電化學(xué)活性。采用循環(huán)伏安法和方波非線性擬合的方法計(jì)算了氧化還原過程中的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)，比較了在不同離子液體中血紅素蛋白質(zhì)氧化還原

3、過程的差異，并探討了引起這些差異的原因。此外，還研究了血紅素蛋白質(zhì)-瓊脂糖膜電極在離子液體中的電催化行為，發(fā)現(xiàn)固定在瓊脂糖膜中的血紅素蛋白質(zhì)保持其生物催化活性，對(duì)三氯乙酸(TCA)、叔丁基過氧化氫(t-BuOOH)及過氧化氫(H2O2)表現(xiàn)出良好的電催化還原效應(yīng)，初步探討了電催化機(jī)理。該電極顯示了制備新型非水生物電化學(xué)傳感器的潛在價(jià)值。 (2)利用DNA將幾種血紅素蛋白質(zhì)固定在玻碳電極表面，制備了穩(wěn)定的血紅素蛋白質(zhì)-DNA膜修飾

4、電極。采用傅立葉變換紅外吸收光譜和紫外可見吸收光譜對(duì)該膜修飾電極進(jìn)行了表征。采用循環(huán)伏安法考察了固定在DNA膜中的血紅素蛋白質(zhì)在離子液體[bmim][PF6]和[bmim][BF4]中的直接電化學(xué)行為，發(fā)現(xiàn)在[bmim][PF6]或含適量水的[bmim][BF4]溶液中，固定在DNA膜中的血紅素蛋白質(zhì)可與電極表面直接交換電子，表明DNA對(duì)血紅素蛋白質(zhì)有較好的生物親和性，在DNA膜中的蛋白質(zhì)能保持其電化學(xué)活性；同時(shí)，DNA能加快血紅素蛋白