氧化還原蛋白質(zhì)在離子液體-納米材料復(fù)合體系中的直接電化學(xué).pdf

1、本論文主要研究目的在于構(gòu)造和發(fā)展性能優(yōu)良的以直接電化學(xué)為基礎(chǔ)的第三代生物傳感器。血紅素蛋白質(zhì)是一種氧化還原蛋白質(zhì)，研究其直接電化學(xué)對于研究生命體內(nèi)的電子轉(zhuǎn)移過程，了解生命過程的氧化還原機(jī)理及建立高靈敏的檢測方法等方面具有非常實(shí)際的意義。納米粒子由于其獨(dú)特的光學(xué)、電學(xué)、催化等性質(zhì)，在修飾電極上的應(yīng)用研究已經(jīng)引起人們極大的關(guān)注。近年來，室溫離子液體逐漸成為研究的熱點(diǎn)。本論文主要開展了以下幾個(gè)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(xué)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(zhì)電化學(xué)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。考察了Hb和Mb在

4、不同修飾膜電極上的直接電化學(xué)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(xué)法對修飾電極的性質(zhì)進(jìn)行了研究和表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Hb和Mb在不同的修飾膜內(nèi)基本保持了其生物活性，循環(huán)伏安掃描出現(xiàn)一對準(zhǔn)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(qiáng)，納米粒子和離子液體的存在提供了一個(gè)合適的微環(huán)境，對電化學(xué)行為有極大的促進(jìn)作用，對Hb和Mb的直接電化學(xué)行為進(jìn)行了研究，求解了相關(guān)的電

5、化學(xué)參數(shù)。解釋了電化學(xué)行為的機(jī)理，進(jìn)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(zhì)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所制備的Hb和Mb修飾電極表現(xiàn)出良好的電催化性能，求解了相應(yīng)的表觀米氏常數(shù)(KMapp)。 3．開展了Hb在納米TiO2中的直接電化學(xué)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>