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《信阳师范学院》 2010年
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几种血红蛋白电化学传感器的构建及应用研究

孙俊永  
【摘要】: 血红蛋白(Hb)是脊椎动物红细胞内的呼吸蛋白,是血液中运输氧气的主要物质,研究其直接电化学行为对于研究生命体内的电子转移过程,了解生命过程的氧化还原机理等具有重要意义。构建高灵敏、高选择性的Hb传感界面是其电化学行为研究的关键,也是目前电化学研究的热点。本论文构建了三种新型Hb传感界面,研究了其电化学行为,并应用于过氧化氢(H2O2)测定。该研究为探索新型蛋白质电化学传感界面提供了新思路,对于拓展电分析化学技术在生物分析中的应用范围具有一定的意义。本论文主要包括以下内容: 1、以纳米氧化镍/壳聚糖-纳米碳酸钙/离子液体修饰碳糊电极为工作电极,考察了Hb在该修饰电极上的直接电化学行为。结果表明,Hb在纳米氧化镍/壳聚糖-纳米碳酸钙复合膜内保持了良好的生物活性,对H2O2表现出较好的催化活性。Hb在修饰电极上的式电位E°为-0.214V,电子转移数n为0.93,电子传递系数α为0.573,反应速率常数Ks=1.74s-1,米氏常数Km= 1.245 mmol/L。该传感器灵敏度高,选择性好,制备简单。 2、用离子液体[bmim]PF6作为粘结剂制备碳糊电极,将琼脂糖和N,N-二甲基甲酰胺混合液滴涂在碳糊电极表面,Hb固定于上述修饰电极表面制成目标传感器。分别用紫外可见光谱、红外光谱和电化学方法对固载于电极表面的Hb进行了表征,结果表明,Hb在复合膜中良好地保持了原始构象与生物活性。在pH=7.0的磷酸盐缓冲液中,Hb在修饰电极上显示出一对可逆的Hb辅基血红素Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)电对氧化还原峰,式电位为-0.15V。该修饰电极对H202表现出良好的电催化行为,峰电流与H2O2浓度在2.0×10-1.2×10-3mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为2.0×10-7mol/L(S/N=3),表观米氏常数Kmapp为1.495 mmol/L。 3、利用壳聚糖/纳米金/3-氨丙基三乙烯硅烷/普鲁士蓝复合膜将Hb固载于玻碳电极上制成Hb电化学传感器,研究了Hb在该传感器上的直接电化学行为。分别用紫外-可见光谱、红外光谱、循环伏安法对复合膜进行了表征,结果表明,该修饰膜为Hb提供了生物相容的微环境,并有效地促进了Hb的电子传递。Hb在复合膜中的式电位为0.205V。HbFe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)电对的式量电位与溶液pH值呈线性关系,表明Hb在该修饰电极上的电化学为一个质子伴随一个电子的电极过程。该修饰电极有效促进了Hb的电子传递,对H2O2具有良好的催化作用。峰电流与H2O2浓度在2.0×10-6-4.8×10-4 mol/L范围内呈良好线性关系,检出限为1.0×10-7 mol/L (S/N=3),表观米氏常数KMapp为1.992 mmol/L。该传感器具有响应快、灵敏度高及稳定性好等优点。
【学位授予单位】:信阳师范学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP212.2

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【参考文献】
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