基于功能化高嶺土納米管的生物電化學研究.pdf

1、氧化還原酶和蛋白質等生物大分子的直接電化學引起了科學界的廣泛關注,因為它不但是研究生物氧化還原過程熱力學和動力學的理想模型,而且為發(fā)展高選擇性、高靈敏性和高穩(wěn)定性的生物電化傳感器提供了潛在的前景。然而,由于氧化還原活性中心深深嵌在蛋白質內殼里,所以大多數(shù)氧化還原蛋白酶都難以實現(xiàn)在傳統(tǒng)電極上的直接電子傳遞過程。本論文主要以高嶺土納米管等新型納米材料為生物載體和分子導線,在導電基底上構筑生物分子／微納米材料的納米界面,為氧化還原蛋白質和酶等

2、生物大分子提供適宜的生物微環(huán)境,以實現(xiàn)它們的直接電子傳遞并獲得優(yōu)良的生物電催化性能。該研究對深入認識蛋白質和酶等生物大分子在生命體內的電子傳遞反應機制以及開發(fā)新型生物傳感器、燃料電池等生物電子器件提供有價值的理論和實際依據(jù)。本論文的主要研究工作如下:
　　 1、基于高嶺土納米管／殼聚糖復合膜固定辣根過氧化酶的直接電化學和電催化研究。利用新型的高嶺土納米管材料作為載體,為辣根過氧化酶提供一個適宜的生物微環(huán)境,促進其氧化還原活性中心

3、Fe(Ⅲ)／Fe(Ⅱ)電對的快速電子轉移,同時利用高嶺土納米管與殼聚糖的復合膜提高修飾電極的穩(wěn)定性。通過波譜、交流阻抗、循環(huán)伏安、計時電流等方法表明膜性質良好,辣根過氧化酶在膜中能夠很好的保持天然構象和顯示良好的電化學行為。高嶺土納米管／殼聚糖復合膜實現(xiàn)了辣根過氧化酶的直接電子傳遞,同時提高了其對過氧化氫催化的靈敏性。
　　 2、研究了功能化高嶺土納米管.金納米粒子復合材料的制備及其電化學應用。通過TEM、Zeta和UV表征說明

4、復合材料制備成功,同時循環(huán)伏安和交流阻抗分析說明金納米粒子的存在提高了修飾電極的表面活性,制備的無酶傳感器可用于過氧化氫的線性檢測,有效避免了傳統(tǒng)酶傳感器易失活的特點,同時金納米粒子的存在提高了修飾電極對過氧化氫催化的靈敏度。
　　 3、基于介孔碳的血紅素固定及其生物電化學研究。以 TEOS和F127為原料合成碳-硅納米材料,再經HF除去硅架得到介孔碳納米材料。通過TEM、BET表征說明合成的介孔碳有著二維六角有高度序結構,高的