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研究蛋白质与电极之间的直接电子传递对了解生物体内的能量转换和物质代谢具有重要的理论和实践价值。蛋白质与电极表面的直接接触通常会引起其结构和功能的重大改变,导致其在电极上的电子传递受到抑制,并失去生物活性。纳米氧化铝模板与金纳米粒子的生物相容性好,能为蛋白质分子提供一个类似于其天然系统的微环境,给蛋白质分子更自由的取向,因而降低了蛋白质分子壳层直接电子传递的绝缘性质,加速其电子传递过程。
本论文以纳米氧化铝为模板,通过自组装技术在玻碳电极表面构建纳米氧化铝模板一金胶复合组装体。研究了固定化肌红蛋白与纳米复合组装体修饰的玻碳电极之间直接电子传递行为及溶液pH值对肌红蛋白电子传递的影响。在0.2mol/L、pH 5.4的醋酸一醋酸钠缓冲溶液中,固定化肌红蛋白呈现一对稳定的氧化还原峰,其式电位为-210 mV(vs.hg/AgCl)。在200~600 mV/s扫速范围内,电极反应为典型的表面控制的准可逆过程。固定化肌红蛋白保持其生物活性不变并能催化过氧化氢及溶解氧的还原,且该传感器对过氧化氢和溶解氧还原具有快速的安培响应。
研究了固定化细胞色素c与氧化铝模板-金胶复合组装体修饰玻碳电极之间直接电子传递行为及溶液pH值对细胞色素c电子传递的影响。在5 mmol/L、pH 7.0的磷酸盐缓冲溶液中,固定化细胞色素c呈现一对稳定的氧化还原峰,其式电位为86 mV(vs.Ag/AgCl)。在40~140 mV/s扫速范围内,电极反应为典型的表面控制的准可逆过程。固定在纳米氧化铝模板-金胶复合组装体修饰玻碳电极表面的细胞色素c具有类过氧化物酶活性,对过氧化氢还原具有快速的电催化响应。