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生物酶在聚L-赖氨酸修饰电极上的直接电化学及其电催化研究

谢文  
【摘要】: 随着对生物酶的了解和研究的深入,生物酶在催化方面的很多优点逐渐被人们发现并加以利用。结合电化学方法、利用生物酶催化有机反应具有酶用量少、经济、效率高,符合当今绿色化学的要求。 氯过氧化物酶(Chloroperoxidase, CPO)是一种从海洋真菌中提取的过氧化物酶。已有报道表明CPO可有效地催化氧化去氢、卤化、环氧化等反应,在有机合成、药物中间体的生产等许多领域均有着广阔的应用前景。然而,实现电化学方法进行催化的前提是CPO在电极上的固定化。 本文首先尝试了肌红蛋白(Myoglobin, Mb)和血红蛋白(Hemoglobin, Hb)在聚赖氨酸( Poly-L-lysine,PLL)修饰的热解石墨(Pyrolytic graphite, PG)电极上的固定化。即采用层层滴涂的修饰方法,利用EDC (N-(3-dimethylaminopropyl)- N-ethylcarbodiimide hydrochloride)与PG电极之间的相互作用,把EDC固定在电极表面,然后再修饰上PLL,最终实现了肌红蛋白(Migrobin, Mb)和血红蛋白(Hemoglobin, Hb)在电极上的固定。循环伏安测试结果表明,修饰电极上固定的Mb和Hb均可进行直接的电子传递,稳定性好,对氧的还原反应有很好的催化效应。 然后,采用同样的修饰方法把CPO固定到聚L-赖氨酸修饰的PG电极表面上,应用循环伏安法研究了CPO-PLL/PG修饰电极的电化学行为。结果显示,在固定了CPO的修饰电极上测得的CV曲线上出现一对准可逆的氧化还原电流峰,且对氧还原有较好的催化作用。不同pH溶液的缓冲溶液中循环伏安测量表明,式量电位随溶液pH值的增大而负移,表明电子传递反应的同时伴随有质子参与的反应。 最后,选择甲苯还原的反应体系,采用恒电位电解方法,应用高效液相测试技术分析产物,评价修饰电极的催化性能。


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