葡萄糖氧化酶在金胶修饰碳糊电极上的直接电化学及其应用

在制备金胶修饰碳糊电极(Au/CPE)的基础上,将葡萄糖氧化酶(GOD)通过吸附作用固定在Au/CPE表面.固定化的GOD与电极之间能够进行直接的电子传递,纳米金颗粒能增大对GOD的吸附量和吸附强度,同时使GOD的氧化还原中心FAD/FADH2的还原态FADH2更趋稳定.对修饰电极检测葡萄糖的机理进行了讨论,并制备了基于检测氧化电流的直接电子传递型葡萄糖传感器.     

GOD/Lac生物燃料电池的构建与性能研究

使用葡萄糖糖氧化酶(GOD)和漆酶(Lac)分别做酶生物燃料电池的阳极与阴极,构成了GOD/Lac酶生物燃料电池.首先通过循环伏安法研究了酶生物燃料电池阳极催化剂GOD和阴极催化剂Lac在碳布基底电极上的直接电化学行为,结果表明:GOD与Lac在该修饰电极上均完成了一个直接、可逆的电化学过程,保持了自身的生物学活性,为成功构成GOD/Lac酶生物燃料电池提供一个必要条件.其二,采用葡萄糖作为GOD/Lac酶生物燃料电池的阳极燃料,氧气(O2)作为GOD/Lac酶生物燃料电池的阴极燃料,使用充放电仪测得该GOD/Lac酶生物燃料电池在38.5 mV处的最大输出功率密度为0.108μW·cm-2,电流密度为2.75uμA·cm-2.     

CPO在金-碳纳米管修饰电极上的固定化及应用

应用电化学方法在碳纳米管修饰的玻碳电极上沉积金,继而固定氯过氧化物酶(CPO),制得的CPO-Au/SWNTs/GC修饰电极的循环伏安曲线上呈现一对对称的氧化还原电流峰,说明CPO在金-碳纳米管复合修饰膜上可进行直接的电子传递,并且是一个受吸附控制的准可逆电极过程.循环伏安行为与溶液的pH值密切相关,是典型的一电子一质子反应.修饰电极性能稳定,对氧的电化学还原具有很好的催化作用,可应用于原位产生过氧化氢下CPO催化的有机合成反应.     

纳米火棉胶膜自组装细胞色素c的直接电化学研究

用纳米火棉胶膜将细胞色素c固定在玻碳电极表面,制备了细胞色素c-火棉胶膜修饰电极.吸附在火棉胶膜上的细胞色素c可以与电极发生直接电子传递.在pH=7.0的0.1mol/LPBS缓冲溶液中可得到一对准可逆的细胞色素c的血红素辅基Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)电对氧化还原峰,实验求得细胞色素c异相电子传递速率常数k0为65.4μm/s.进一步考察了扫速、溶液pH值等因素对细胞色素c电子传递的影响,并用电化学阻抗法研究了修饰电极的电化学行为.     

生物功能电极(Ⅳ)PP/GOD电极的电化学行为

利用电化学固定化方法制备聚毗咯/葡萄糖氧化酶膜电极(PP/GOD),并研究其电化学行为,在除氧的磷酸盐缓冲溶液中经不同极化处理后的PP/GOD电极在循环伏安图上表现出不同电流峰,归因于聚吡咯电极氧化态的转变,GOD的存在引起PP/GOD电极与聚吡咯电极伏安行为的差异,讨论了PP/GOD电极对葡萄糖的响应性能,指出聚吡咯的完全氧化态PP~(++)可能参与酶反应中的氧还原过程。     

辣根过氧化物酶在Au-Gemini纳米复合物修饰玻碳电极上的直接电化学

将辣根过氧化物酶(HRP)固定在Au-Gemini纳米复合物修饰的玻碳(GC)电极表面,制备了HRP修饰电极(HRP/Au-Gemini/GC),研究了HRP在Au-Gemini纳米复合膜中的直接电化学,考察了其对H_2O_2的电催化还原作用.研究表明,HRP在Au-Gemini纳米复合膜中发生了准可逆的电化学反应,其氧化峰峰电位(E_(pa))和还原峰峰电位(E_(pc))分别为-0.236 V和-0.273 V.HRP/Au-Gemini/GC修饰电极对H_2O_2具有良好的电催化还原响应,其表观米氏常数K_m=2.0×10~(-5)mol/L,H_2O_2浓度在1.0～7.0μmol/L范围内与催化电流呈线性关系.该研究为实现氧化还原酶的直接电子传递和生物传感器的构制提供了一种有效途径.     

GOD修饰碳电极上醌的还原：机理与分析应用

研究了苯醌和萘醌在南萄糖氧化酶(GOD)修饰的玻碳电极上的电化学还原机理,讨论醌在中性缓冲溶液中与固定化的还原态GOD的反应动力学.在此基础上提出了用GOD电极作传感器实现醌的流动注射电流式检测的方法。     

左旋多巴在纳米材料修饰界面上的电子传递

利用多壁碳纳米管(MWNTs)和量子点(QDs)作为修饰材料,采用简便的干燥吸附法制备玻碳修饰电极(GCE),构造了纳米材料修饰界面,采用循环伏安法和计时库伦法对左旋多巴的电化学行为进行了探讨.发现该电化学行为是一个两电子两质子的过程.该修饰电极能很好地催化左旋多巴的电化学行为,能够有效地促进它与电极之间的电子传递,有良好的电化学响应.其在修饰电极上的异相电子传递速率常数为0.595 cm·s~(-1),比在裸GCE和MWNTs修饰GCE上有很大提高.这很可能是由于QDs和MWNTs之间存在着某种协同作用,提高了MWNTs对左旋多巴的电化学催化能力所致.这一研究结果为在纳米复合修饰电极上研究生物小分子的电化学催化提供了一种新途径.     

碳载Pt纳米薄膜电极制备、表征及其Sb修饰的电化学特性

运用电化学循环伏安法在玻碳载体上制备纳米级厚度的Pt膜电极,用STM表征了电极表面的形貌,测定了电沉积层的厚度、表面积和Pt载量。结果表明,电沉积的碳载Pt电催化材料是一种由粒度均匀的纳米颗粒构成的纳米薄层,表面形貌以层状结构为主,属于多晶结构;同时,运用电化学循环伏安法研究了Sb在碳载纳米Pt膜电极（记为nm-Pt/GC)表面不可逆吸附的电化学特性。研究发现,当扫描电位的上限Eu≤0.50V(SCE)时,Sbad可以稳定地吸附在nm-Pt/GC电极表面,满覆盖度为0.325;并可方便地通过控制电位扫描上限和扫描圈数剥离部份Sb得到Sbad的不同覆盖度。     

两层 CPO 修饰电极的制备及其应用

电化学方法制备聚L－赖氨酸膜（PLL）修饰的玻碳电极上固定氯过氧化物酶,利用循环伏安法研究了修饰电极的电化学行为．修饰一层和两层的CPO修饰电极上均观察到CPO直接可逆的电子传递,其中,修饰两层CPO的电极（CPO／PLL）2／GC的氧化还原峰电流较为明显;氧气饱和的缓冲溶液中的循环伏安曲线显示,（CPO／PLL）2／GC电极上氧的还原峰电流显著增大,且还原峰电位相对于修饰一层CPO的电极正移了150mV,表明修饰两层CPO的电极对氧还原具有更好的电催化效应．（CPO／PLL）2／GC修饰电极应用于原位产生过氧化氢催化苯甲硫醚的反应,得到了目标产物苯甲亚砜,产物的量随电解催化反应时间的增加而增大．实验结果为开发环保、绿色的生物酶催化有机合成反应提供了新思路．     

氧化还原蛋白质在海藻酸钠溶液中的直接电子转移

将血红蛋白（Hb）、葡萄糖氧化酶（GOD）溶解在海藻酸钠（SA）溶液中，GOD和Hb均能在裸的玻碳电极（GCE）上发生有效和稳定的直接电子转移反应。实验结果表明，在海藻酸钠溶液中，GOD（pH=5．0）和Hb（pH=7．0）分别在裸的GCE上有一对很好的几乎对称的氧化还原峰；其式量电位（E°′）分别为一0．406V和～0．413（vs．Ag／AgCl），且不随扫速而变。GOD和Hb分别在裸的GCE表面直接电子转移的表观速率常数ks分别是（1．46±0．62）s^-1和（1．36±0．50）s^-1，在298K，其吉布斯自由能（△G）分别是79．35kJ·mol^-1和37．49kJ·mol^-1对葡萄糖和H2O2的电催化实验表明，海藻酸钠溶液形成了GCE与GOD或Hb之间实现“软接触”的生物环境，保持了Hb和GOD的生物和电化学活性。     

室温离子液体-血红蛋白基生物传感器的制备及其在测定氧气中的应用

制备并研究了室温离子液体和血红蛋白修饰电极的电化学行为.在磷酸缓冲溶液中,在HB/IL/BPG修饰电极上可观察到一对可逆的氧化还原峰存在,其氧化、还原峰电位分别位于0.014V和-0.038V(vs.A g/A gCl),室温离子液体——溴化1-(3-氨基丙基)-3-甲基咪唑对血红蛋白的直接电化学表现出明显的促进作用.进一步实验表明,吸附于电极表面的血红蛋白能保持其生物活性,对氧气的电化学还原表现出明显的催化作用,构建了定量测定氧气的生物传感器,方法检出限为4.23×10-8 mol·L-1。     

细胞色素c在硅基有序介孔材料SBA-15上直接电化学行为

用水热法合成了硅基有序介孔分子材料SBA-15,研究了细胞色c(Cyt c)在SBA-15修饰玻碳(GC)电极表面的直接电化学行为.结果表明,在pH 7.0磷酸缓冲溶液中(PBS),细胞色素c在SBA-15修饰电极表面表现出一对准可逆的氧化还原峰,电位差ΔE为87 mV,式电位E0′为0.275 V,峰电流的大小与循环伏安扫描速度成正比,说明细胞色素c在电极表面过程是受表面控制.固定在电极上的细胞色素c能促进过氧化氢的催化还原,显示出较高的亲和力,为过氧化氢传感器的研制提供理论依据.     

辣根过氧化物酶修饰电极的电化学研究

制备了考马斯亮蓝和多壁碳纳米管混合物修饰玻碳电极（CBB G-250/MWNT/GC）,考察了固定在该修饰电极上的辣根过氧化物酶的电子转移情况。结果表明,辣根过氧化物酶在该电极上实现了稳定的直接电子转移反应,循环伏安图上出现了一对对称性良好的氧化还原峰。直接电子转移反应的表观速率常数k_s=4.68s^-1,式量电位E^0′几乎不随扫速（至少在20～270mV/s的扫速范围内）而变化,平均值为（-0.333±0.002）V（参比Ag/AgCl pH 7.0）。式量电位和pH的良好的线性关系表明该修饰电极上辣根过氧化物酶的直接电化学反应是有质子参与的。实验结果还证实了该修饰电极上酶对底物H₂O₂有良好的电催化活性。该方法可为生物传感器和生物燃料电池酶电极的制备提供基础数据。     

石墨烯/铜-银合金复合膜修饰玻碳电极同时测定鸟嘌呤和腺嘌呤

采用简单的搅拌还原法制备了石墨烯/铜-银合金纳米复合物,基于该复合物修饰玻碳电极制备了新型的电化学传感器.用SEM和TEM扫描电镜对石墨烯和石墨烯/铜-银合金纳米复合物进行了表征.分别用循环伏安法和差分脉冲伏安法研究了鸟嘌呤和腺嘌呤在修饰电极上的电化学行为.结果表明,石墨烯/铜-银合金纳米复合膜显著促进了鸟嘌呤和腺嘌呤在电极上的电子传递速度.在0.1 mol/L醋酸盐缓冲溶液(ABS)中(pH 4.5),鸟嘌呤和腺嘌呤在该修饰电极上具有良好的电化学行为,鸟嘌呤和腺嘌呤分别在1.0¹00.0μmol/L浓度范围内,信号线性关系良好,相关系数分别为0.997和0.998.鸟嘌呤和腺嘌呤的检出限分别为6.0×10-8mol/L和5.0×10-8mol/L(S/N=3).将该传感器用于DNA样品中嘌呤碱基分析,得到(G+C)/(A+T)的比值为0.79.     

过氧化氢酶在DNA修饰的热解石墨电极上的直接电子转移

通过将单、双螺旋的小牛胸腺DNA膜修饰在热解石墨电极上,研究了过氧化氢酶的直接伏安和电催化性质.结果表明过氧化氢酶(Cat)-DNA膜上显示出一对很好的几乎可逆的循环伏安峰,在50 mmol·L,pH为7.0磷酸缓冲溶液中,扫描速度为0.1 V·s-1情况下,单、双螺旋DNA膜上,其式电位分别为-0.223 V和-0.209V,其还原和氧化电子传递速率常数值分别为ks,red=21.0 s-1;ks,ox=33.0 s-1和ks,Red=13.5 s-1;ks,ox=13.3 s-1.在pH为3.81～7.72的范围内,Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)电对的还原电位随pH呈线性变化,表明一电子的转移伴有一质子的耦合.另外从紫外可见吸收光谱可见,在中性pH条件下,过氧化氢酶在DNA膜中保持了原有的结构不变.此外,我们还研究得到在DNA膜中过氧化氢酶保持了对过氧化氢的催化活性,并提出了可能的催化机制.     

青蒿素在不同电极上的电化学行为及其在血红素作用下的还原

 在20%的乙醇和B-R缓冲溶液(pH为7.2)中,分别比较了青蒿素(artemisinin,qhs)在金电极、银电极、铂电极、玻碳电极上的电化学行为,结果表明:在+0.00～-1.30V(vs.SCE)的电位范围内,青蒿素在金电极和铂电极上无氧化还原峰信号;而在银电极和玻碳电极上有一还原峰,无氧化峰,峰电位为分别-0.64V和-0.91V.此外在银电极和玻碳电极上,血红素(hemin)能够催化青蒿素的还原.