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基于自组装膜的纳米CdS和超氧化物歧化酶拟酶的电化学研究

毕磊  
【摘要】:自组装膜(SAMs)由于其结构的有序性和末端的可调节性,常被用于与界面现象相关的各种研究和应用,是一种构建不同界面性质的有效方法。自组装膜易于进行进一步的修饰,通过自组装膜将生物活性分子如:酶、抗体、细胞等固定在电极表面,从而制成各类生物传感器在化学、生物、临床诊断以及环境检测方面应用广泛。超氧化物歧化酶广泛地存在于生物体内,它在保护细胞不受活性氧氧化损害方面起着十分重要的作用。使用天然的SOD形成生物传感器,可以用来检测超氧阴离子。文献已经证实,SOD中的铜离子是催化歧化超氧阴离子的活性中心。组氨酸衍生物与铜离子可以形成超氧化物歧化酶模型化合物,简称MSOD,这为研究SOD催化歧化超氧阴离子提供了一个较好的研究方法。 本文主要是在金电极上构筑不同的自组装膜,一方面与CdS纳米粒子,检测其光电化学性质;另一方面,在自组装膜上构建超氧化物歧化酶模型化合物,测定其对超氧阴离子自由基的歧化作用。主要内容如下: 1.利用AOT/庚烷/水反向胶束法制备表面修饰CdS纳米粒子(Q-CdS),再利用DCC作酰胺键偶合剂将CdS纳米粒子共价键合到金电极表面的3-巯基丙酸单分子层上,构筑了一种单层分子表面修饰CdS纳米粒子,进一步利用戊二醛作交联剂,形成CdS纳米粒子多层自组装膜。应用紫外光谱、荧光光谱、扫描电镜(SEM)对表面修饰的CdS纳米粒子进行表征,表明纳米粒子的粒径约为3-5nm。采用循环伏安、交流阻抗对表面修饰CdS纳米粒子自组装体系进行电化学表征,并讨论了其光电化学性质,表明加入2-巯基乙烷磺酸钠修饰的CdS纳米粒子产生的光电流明显要大于没有加入2-巯基乙烷磺酸钠修饰的CdS纳米粒子产生的光电流。 2.在金电极表面构建富含组氨酸的CHH三肽自组装膜,该修饰电极与铜离子配位,得到Cu~(2+)/CHH/Au修饰电极。实验结果表明,电极表面铜离子的浓度为3.91×10~(-11)mol~2/cm~2,而电极表面CHH三肽的浓度为4.67×10~(-11)mol/cm~2。通过铜离子与CHH三肽在金电极表面的浓度可以算出,在电极上,组氨酸与Cu~(2+)的摩尔比为2.4:1。 分别以3-巯基丙酸、半胱胺、2-巯基乙醇为膜介质分子,在金电极表面制备CHH三肽混合自组装膜。所有制备的混合自组装膜修饰电极都与铜离子配位在界面形成金属化合物。随着CHH三肽的量的减少,组装在电极表面铜离子的量也相应地减少了。对于末端基团不同的膜介质分子其配位铜离子的量也是不一样的,含


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