基于離子液體和納米材料的氧化還原蛋白質(zhì)修飾電極研究.pdf

1、離子液體和納米材料因具有獨特的物理化學(xué)性質(zhì)，已在氧化還原蛋白質(zhì)修飾電極的構(gòu)置方面引起人們越來越多的關(guān)注。本論文基于離子液體和納米材料，構(gòu)置了十種氧化還原蛋白質(zhì)修飾電極，研究了血紅蛋白(Hb)、肌紅蛋白(Mb)和葡萄糖氧化酶(GOx)的直接電化學(xué)和電催化行為。該研究對豐富氧化還原蛋白質(zhì)的電化學(xué)及其生物傳感器的研究內(nèi)容，拓寬離子液體和納米材料的應(yīng)用范圍具有一定的意義。全文共分四章，作者的主要貢獻如下：
　　 1、采用滴涂法，構(gòu)置了H

2、b-HA-BMIMBF4-GCE、Hb-CS-BMIMPF6-SiO2/GCE、Hb-CS-BMIMBF4-clay/GCE和Mb-CS-BMIMBF4-GR/GCE，研究了Hb和Mb的直接電化學(xué)和電催化行為。光譜實驗表明Hb和Mb在這些復(fù)合膜中均保持了其原始的立體構(gòu)象；電化學(xué)實驗表明，這四種修飾電極上的Hb和Mb均實現(xiàn)了它們的直接電子轉(zhuǎn)移，且離子液體的存在提高了它們在電極上的電化學(xué)響應(yīng)；并對H2O2均表現(xiàn)出了良好的電催化作用，催化還原

3、電流均與一定濃度范圍內(nèi)的H2O2呈良好的線性關(guān)系。研究表明，這些復(fù)合膜可為研究氧化還原蛋白質(zhì)(酶)的電化學(xué)行為提供新的研究平臺。
　　 2、采用電化學(xué)沉積法，制備了蛋白質(zhì)的固載膜；采用層層組裝法構(gòu)置了GOx-IL-GNP-IL-SWCNT/GCE、Hb/IL/DNA/PDDA/ITO電極和Mb/DNA/CILE，研究了GOx、Hb和Mb的直接電化學(xué)和電催化行為，建立了檢測葡萄糖、H2O2和三氯乙酸(TCA)的電化學(xué)新方法。實驗結(jié)

4、果表明，GOx、Hb和Mb在不同固載膜修飾的電極上均出現(xiàn)了峰形良好的、準(zhǔn)可逆的氧化還原峰；在GOx-IL-GNP-IL-SWCNT/GCE上GOx對葡萄糖表現(xiàn)出良好的電催化作用，測定葡萄糖的線性范圍為2.0×10-6～5.0×10-5mol·L-1，檢出限為8.0×10-7mol·L-1(S/N=3)，表觀米氏常數(shù)(KM)為2.21×10-5mol·L-1；在Hb/IL/DNA/PDDA/ITO電極上Hb對H2O2具有良好的電催化活性，

5、催化還原峰電流與1.0×10-6～3.8×10-4mol·L-1范圍內(nèi)的H2O2呈良好的線性關(guān)系，檢出限為1.0×10-7mol·L-1(S/N=3)；在Mb/DNA/CILE上Mb對H2O2和TCA均具有良好的電催化能力，得到測定H2O2和TCA的線性范圍分別為1.0×10-6～1.6×10-4mol·L-1和5.0×10-4～4.0×10-2mol·L-1，檢出限分別為2.0×10-7mol·L-1和8.3×10-5mol·L-1(

6、S/N=3)。該方法制備的這三種修飾膜可為研究其它氧化還原蛋白質(zhì)(酶)的直接電化學(xué)行為提供良好的研究平臺。
　　 3、以BPPF6和石蠟油為黏合劑，制備了離子液體修飾碳糊電極(CPE-IL)；以此電極為基底電極，采用電沉積和層層涂布法，構(gòu)置了Hb/CoNP/MWCNT/CPE-IL、HA/CeO2/Mb/CPE-IL和GG/MgO/Hb/CPE-IL，研究了Hb和Mb的電化學(xué)行為，建立了H2O2和TCA的循環(huán)伏安測定新方法。實驗

7、結(jié)果表明，少量石蠟油的加入，可以極大地減小CPE-IL電極的背景電流；BPPF6、CoNP/MWCNT、HA/CeO2和GG/MgO納米復(fù)合膜在促進Hb和Mb與電極之間的直接電子傳輸中起著非常重要的作用，且這三種修飾電極對H2O2或TCA表現(xiàn)出了良好的電催化作用。對Hb/CoNP/MWCNT/CPE-IL，其電極表面電活性Hb的覆蓋度為Γ=8.92×10-10mol·cm-2，Hb催化H2O2和TCA的KM值分別達到2.61×10-5m