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CPO在聚赖氨酸修饰电极上的电化学行为及其电催化研究

赵雯  
【摘要】: 赖氨酸是碱性必须氨基酸,是构成生物体的基本物质之一,其兼有氨基和羧基双功能团的独特性质。聚L-赖氨酸(PLL)分子中存在大量游离氨基,对蛋白质具有广泛的亲和力,具有良好的耐热性、化学稳定性和机械性能,可有效增强生物细胞或分子与电极表面间的吸附力从而促进酶或蛋白质的直接电子传递,是一种固定化酶的优良载体。本研究工作选择电聚合PLL为固定酶的载体。 本文先以与CPO性质及分子量较为接近的血红蛋白(Hemoglobin, Hb)作为研究模型,探索其在PLL/GC电极上的固定化方法,继而应用于CPO,提高实验效率。最终确定应用电化学方法在玻碳电极上修饰聚L-赖氨酸膜,以1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)做交联剂,固定CPO。修饰电极的循环伏安曲线呈现一对可逆的氧化还原峰,表明聚L-赖氨酸能够很好地促进氯过氧化物酶在电极表面的直接电子传递,这是一个受吸附控制的准可逆电子传递过程,还伴随有质子的转移。该电极有很好的稳定性,并能显著地电催化氧的电化学还原反应。 在CPO-PLL/GC修饰电极的基础上制得CPO-PLL-CPO-PLL/GC修饰电极,能观察到该电极上CPO的直接电子传递反应,是表面控制过程,对氧气的电化学还原具有显著的催化效应。不同pH值缓冲溶液中循环伏安测试表明,式量电位随溶液pH值增大而负移呈现一斜率为39 mV/pH的直线关系,表明直接电子传递的同时伴随质子的转移,详细机理尚待深入研究。 本研究工作尝试将CPO-PLL/GC修饰电极应用于催化MCD的氯化。紫外光谱跟踪测试结果显示,固定在PLL/GC电极表面的CPO能够很好的催化MCD转化为DCD,初步探讨了CPO的电催化机理。


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