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稀土氧化物在氧化还原蛋白质直接电化学中的应用

作　者: 李燕
导　师: 刘进荣；高艳芳
学　校: 内蒙古工业大学
专　业: 化学工艺
关键词: 二氧化铈 氧化铥 血红蛋白 葡萄糖氧化酶 直接电化学
分类号: O629.73
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 59次
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内容摘要


氧化还原蛋白质和酶是一类典型的生物大分子和特殊催化剂,它们参与完成生命体系中的许多生理过程,这些过程中都要经历电子转移的过程,因此,研究氧化还原蛋白质和酶的直接电化学有助于获得蛋白质的热力学和动力学性质,为揭示生物氧化还原过程奠定了基础,对开发新型生物传感器、生物燃料电池等生物电子器件具有十分重要的理论及应用指导意义。本文选择稀土氧化物CeO2和Tm2O3作为氧化还原蛋白质和酶的模型分子血红蛋白（Hb）和葡萄糖氧化酶（GOD）的载体,制备了一系列的酶电极,采用电化学方法考察了它们在Hb和GOD直接电子传递和生物电催化中的应用。研究结果表明:（1）用碳酸沉淀脱碳的方法获得了平均粒径为179.1 nm的CeO2材料。将其应用到酶电极的制作中,使得固定在CeO2材料上的Hb和GOD不仅能有效地与电极表面进行直接电子转移,而且均能够保持其生物催化活性。制得的Nafion/CeO2/Hb/GC修饰电极的电子传递速率ks为（0.68±0.09）s-1,对H2O2的检测限为1.013μmol·L-1,重现性和稳定性较好;制得的GOD/CeO2/Nafion/GC修饰电极的电子传递速率ks为（3.89±0.19）s-1,对葡萄糖检测的线性范围为0.54.5 mmol·L-1,重现性和稳定性较好。（2）采用水热合成法制备了平均粒径为10 nm的Tm2O3材料并将其应用到了酶电极的制作中。结果表明,固定在Tm2O3材料上的Hb和GOD,不仅能有效地与电极表面进行直接电子传递,而且能够保持其生物催化活性。制得的Nafion/Tm2O3/Hb/GC修饰电极的电子传递速率ks为0.98 s-1,对H2O2的检测限为1.813μmol·L-1,重现性和稳定性较好;制得的Nafion/Tm2O3/GOD/GC修饰电极的电子传递速率ks为（3.27±0.43）s-1,对葡萄糖检测的上限能达到7 mmol·L-1,重现性和稳定性较好。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-9
引言  9-10
第一章 文献综述  10-20
  1.1 氧化还原蛋白质和酶的直接电化学研究简介  10-14
    1.1.1 氧化还原蛋白质和酶的直接电化学研究意义  10-11
    1.1.2 氧化还原蛋白质和酶在电极表面的的直接电子转移  11-14
  1.2 氧化还原蛋白质和酶的模型分子简介  14-17
    1.2.1 血红蛋白  15-16
    1.2.2 葡萄糖氧化酶  16-17
  1.3 稀土氧化物在电化学生物传感器中的应用  17-18
  1.4 本文的立题思想和研究内容  18-20
第二章 二氧化铈在血红蛋白直接电化学中的应用  20-28
  2.1 引言  20-21
  2.2 实验部分  21-22
    2.2.1 仪器与药品  21
    2.2.2 Ce0_2 材料的制备  21
    2.2.3 工作电极的制备  21-22
  2.3 结果与讨论  22-27
    2.3.1 Ce0_2 材料的表征  22-23
    2.3.2 Nafion/Ce0_2/Hb/GC 修饰电极的直接电化学  23-25
    2.3.3 Nafion/Ce0_2/Hb/GC 修饰电极的电催化性质  25-26
    2.3.4 Nafion/Ce0_2/Hb/GC 修饰电极的重现性和稳定性  26-27
  2.4 结论  27-28
第三章 二氧化铈在葡萄糖氧化酶直接电化学中的应用  28-36
  3.1 引言  28-29
  3.2 实验部分  29-30
    3.2.1 仪器与药品  29
    3.2.2 Ce0_2 材料的制备  29
    3.2.3 工作电极的制备  29-30
  3.3 结果与讨论  30-35
    3.3.1 Ce0_2 材料的表征  30
    3.3.2 Nafion/Ce0_2/GOD/GC 修饰电极的直接电子传递行为  30-31
    3.3.3 溶液pH 值的影响  31-32
    3.3.4 固定化GOD 对溶解氧的电催化  32-33
    3.3.5 Nafion/Ce0_2/GOD/GC 修饰电极的电催化性质  33-34
    3.3.6 Nafion/Ce0_2/GOD/GC 修饰电极的重现性和稳定性  34-35
  3.4 结论  35-36
第四章 氧化铥在血红蛋白直接电化学中的应用  36-43
  4.1 引言  36
  4.2 实验部分  36-37
    4.2.1 仪器与药品  36-37
    4.2.2 Tm_20_3 材料的制备  37
    4.2.3 工作电极的制备  37
  4.3 结果与讨论  37-42
    4.3.1 Tm_20_3 材料的表征  37-38
    4.3.2 Nafion/Tm_20_3/Hb/GC 修饰电极的直接电化学  38-40
    4.3.3 Nafion/Tm_20_3/Hb/GC 修饰电极的电催化性质  40-41
    4.3.4 Nafion/Tm_20_3/Hb/GC 修饰电极的重现性和稳定性  41-42
  4.4 结论  42-43
第五章 氧化铥在葡萄糖氧化酶直接电化学中的应用  43-49
  5.1 引言  43-44
  5.2 实验部分  44
    5.2.1 仪器与药品  44
    5.2.2 Tm_20_3 材料的制备  44
    5.2.3 工作电极的制备  44
  5.3 结果与讨论  44-48
    5.3.1 Tm_20_3 材料的表征  44
    5.3.2 GOD/Tm_20_3/Nafion/GC 修饰电极的直接电化学  44-46
    5.3.3 GOD/Tm_20_3/Nafion/GC 修饰电极对葡萄糖的电催化  46-48
  5.4 结论  48-49
第六章 结论  49-51
参考文献  51-64
致谢  64-65
个人简介  65

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 有机化学 > 天然化合物 > α-氨基酸、肽类、蛋白质、核酸 > 蛋白质
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