辣根過(guò)氧化物酶新型電極的構(gòu)筑與自組裝研究.pdf

1、辣根過(guò)氧化物酶(HRP)電極廣泛運(yùn)用于分析過(guò)氧化氫、有機(jī)過(guò)氧化物、酚類化合物、芳香化合物以及一些環(huán)境污染物，在化學(xué)分析、生物分析、醫(yī)藥、環(huán)境等領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用前景。論文研究生物親和識(shí)別組裝方法構(gòu)筑HRP/ConA多層膜和HRP/GOD雙酶多層膜，靜電組裝方法構(gòu)筑聚電解質(zhì)/染料/酶多層膜、及共價(jià)組裝方法構(gòu)筑硫醇/HRP膜，并研究了HRP組裝過(guò)程的特點(diǎn)規(guī)律；制備了基于HRP/ConA多層膜的HRP電極、PSS—陽(yáng)離子染料/HRP無(wú)試劑H

2、RP電極、直接電子傳遞的HRP電極和HRP/GOD雙酶電極，系統(tǒng)地評(píng)價(jià)了各類HRP電極性能。
　　 論文通過(guò)伴刀豆球蛋白(ConA)與辣根過(guò)氧化物酶親和識(shí)別逐層組裝制備了HRP/ConA多層膜，用原子力顯微鏡(AFM)、紫外光譜及Worthington活性測(cè)定等方法研究了ConA與HRP逐層組裝過(guò)程的表面形貌、酶分子取向、組裝量及活性等變化規(guī)律。ConA/HRP多層膜的酶活性隨組裝層數(shù)的增加線性增大，酶活性受離子強(qiáng)度、pH和組裝

3、時(shí)間等條件的影響；自組裝膜表面酶分子的高度均一，膜厚度與酶分子X(jué)RD數(shù)據(jù)一致，能實(shí)現(xiàn)酶分子的定向組裝?；贖RP/ConA多層膜制備的新型HRP電極，線性范圍為0.8—3.0mmol·L—1，靈敏度達(dá)到10.84μA·mmol—1·L，具有穩(wěn)定性好、靈敏度高等特點(diǎn)。
　　 論文研究了單電荷陽(yáng)離子染料亞甲基藍(lán)(MB)和耐爾藍(lán)(NB)與聚電解質(zhì)和酶組裝構(gòu)筑聚電解質(zhì)/染料/酶多層膜；主要用聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)與單電荷陽(yáng)離子染料復(fù)合

4、為陰離子聚電解質(zhì)，與誘導(dǎo)帶正電荷HRP進(jìn)行靜電交替組裝，并用循環(huán)伏安法(CV)、紫外光譜等方法研究聚電解質(zhì)/染料/酶多層膜，詳細(xì)考察了PSS與染料的比例、鹽度及組裝層數(shù)的影響；構(gòu)筑了新型無(wú)試劑HRP電極。研究結(jié)果表明，(PSS—MB/HRP)4電極測(cè)定H2O2的線性范圍為0.33—8.82mmol·L—1，靈敏度為2.04μA·mmol—1·L；(PSS—NB/HRP)2電極的線性范圍為0.20—7.03mmol·L—1，靈敏度為8.4

5、5μA·mmol—1·L；抗壞血酸和葡萄糖等組分對(duì)該電極無(wú)干擾。PSS—陽(yáng)離子染料/HRP復(fù)合膜中PSS及染料的組裝量可控，而且聚電解質(zhì)/染料/酶多層膜具有很好的穩(wěn)定性。
　　 論文研究了葡萄糖氧化酶(GOD)和HRP/GOD雙酶逐層組裝膜的表面形貌、組裝膜活性、GOD組裝量等隨組裝過(guò)程的變化特點(diǎn)，分析了GOD電極測(cè)定葡萄糖的性能和HRP/GOD雙酶電極測(cè)定酚類和芳香胺類化合物的性能。GOD逐層自組裝膜和HRP/GOD雙酶逐層自

6、組裝膜酶分子排列均勻，分子組裝過(guò)程破壞作用小，有利于保留酶的活性。GOD逐層自組裝膜電極，可檢測(cè)溶液中的葡萄糖，其活性受pH值和組裝層數(shù)的影響，在pH7.0條件下，組裝4層GOD的電極具有最大的靈敏度0.915μA·mmol—1·L、線性范圍(0.55—6.63 mol·L—1)和米氏常數(shù)11.43mmol·L—1。HRP/GOD雙酶電極對(duì)兒茶酚和對(duì)苯二胺的響應(yīng)靈敏度分別為76.82μA·mmol—1·L和131.59mA·μmol—1

7、·L，線性范圍分別為6.0—60.0μmol·L—1和7.6—68.4μmol·L—1。測(cè)定芳香胺類物質(zhì)和酚類物質(zhì)的靈敏度與取代基的給電子共軛效應(yīng)是一致的，即取代基的共軛給電子效應(yīng)越大，靈敏度越高。
　　 論文研究發(fā)展了在金電極表面共價(jià)組裝固定HRP方法，用循環(huán)伏安法(CV)、電化學(xué)阻抗譜(EIS)和拉曼光譜(Raman)等方法研究了HRP在硫醇自組裝膜改性金電極上的直接電子傳遞的影響因素，制備了直接電子傳遞的HRP電極，并評(píng)價(jià)

8、了基于直接電子傳遞HRP電極測(cè)定H2O2的性能。HRF與硫醇自組裝膜改性的金電極之間的直接電子傳遞受硫醇結(jié)構(gòu)、pH和組裝時(shí)間的影響，在半胱胺、3—巰基丙酸(MPA)和對(duì)巰基苯胺三種硫醇自組裝膜上，MPA自組裝膜最有利于HRP直接電子傳遞?；谥苯与娮觽鬟f的Au/MPA/HRP電極可以實(shí)現(xiàn)對(duì)H2O2響應(yīng)時(shí)間小于3s的快速檢測(cè)，線性范圍為0.17—2.3mmol·L—1，靈敏度為8.51μA·mmol—1·L，表觀米氏常數(shù)(Km)為5.7m