基于功能化高嶺土納米管的生物電化學(xué)研究.pdf

1、氧化還原酶和蛋白質(zhì)等生物大分子的直接電化學(xué)引起了科學(xué)界的廣泛關(guān)注,因?yàn)樗坏茄芯可镅趸€原過(guò)程熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)的理想模型,而且為發(fā)展高選擇性、高靈敏性和高穩(wěn)定性的生物電化傳感器提供了潛在的前景。然而,由于氧化還原活性中心深深嵌在蛋白質(zhì)內(nèi)殼里,所以大多數(shù)氧化還原蛋白酶都難以實(shí)現(xiàn)在傳統(tǒng)電極上的直接電子傳遞過(guò)程。本論文主要以高嶺土納米管等新型納米材料為生物載體和分子導(dǎo)線,在導(dǎo)電基底上構(gòu)筑生物分子／微納米材料的納米界面,為氧化還原蛋白質(zhì)和酶等

2、生物大分子提供適宜的生物微環(huán)境,以實(shí)現(xiàn)它們的直接電子傳遞并獲得優(yōu)良的生物電催化性能。該研究對(duì)深入認(rèn)識(shí)蛋白質(zhì)和酶等生物大分子在生命體內(nèi)的電子傳遞反應(yīng)機(jī)制以及開發(fā)新型生物傳感器、燃料電池等生物電子器件提供有價(jià)值的理論和實(shí)際依據(jù)。本論文的主要研究工作如下:
　　 1、基于高嶺土納米管／殼聚糖復(fù)合膜固定辣根過(guò)氧化酶的直接電化學(xué)和電催化研究。利用新型的高嶺土納米管材料作為載體,為辣根過(guò)氧化酶提供一個(gè)適宜的生物微環(huán)境,促進(jìn)其氧化還原活性中心

3、Fe(Ⅲ)／Fe(Ⅱ)電對(duì)的快速電子轉(zhuǎn)移,同時(shí)利用高嶺土納米管與殼聚糖的復(fù)合膜提高修飾電極的穩(wěn)定性。通過(guò)波譜、交流阻抗、循環(huán)伏安、計(jì)時(shí)電流等方法表明膜性質(zhì)良好,辣根過(guò)氧化酶在膜中能夠很好的保持天然構(gòu)象和顯示良好的電化學(xué)行為。高嶺土納米管／殼聚糖復(fù)合膜實(shí)現(xiàn)了辣根過(guò)氧化酶的直接電子傳遞,同時(shí)提高了其對(duì)過(guò)氧化氫催化的靈敏性。
　　 2、研究了功能化高嶺土納米管.金納米粒子復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)應(yīng)用。通過(guò)TEM、Zeta和UV表征說(shuō)明

4、復(fù)合材料制備成功,同時(shí)循環(huán)伏安和交流阻抗分析說(shuō)明金納米粒子的存在提高了修飾電極的表面活性,制備的無(wú)酶?jìng)鞲衅骺捎糜谶^(guò)氧化氫的線性檢測(cè),有效避免了傳統(tǒng)酶?jìng)鞲衅饕资Щ畹奶攸c(diǎn),同時(shí)金納米粒子的存在提高了修飾電極對(duì)過(guò)氧化氫催化的靈敏度。
　　 3、基于介孔碳的血紅素固定及其生物電化學(xué)研究。以 TEOS和F127為原料合成碳-硅納米材料,再經(jīng)HF除去硅架得到介孔碳納米材料。通過(guò)TEM、BET表征說(shuō)明合成的介孔碳有著二維六角有高度序結(jié)構(gòu),高的