稀土氧化物在氧化還原蛋白質(zhì)直接電化學中的應(yīng)用.pdf

1、氧化還原蛋白質(zhì)和酶是一類典型的生物大分子和特殊催化劑,它們參與完成生命體系中的許多生理過程,這些過程中都要經(jīng)歷電子轉(zhuǎn)移的過程,因此,研究氧化還原蛋白質(zhì)和酶的直接電化學有助于獲得蛋白質(zhì)的熱力學和動力學性質(zhì),為揭示生物氧化還原過程奠定了基礎(chǔ),對開發(fā)新型生物傳感器、生物燃料電池等生物電子器件具有十分重要的理論及應(yīng)用指導意義。本文選擇稀土氧化物CeO2和Tm2O3作為氧化還原蛋白質(zhì)和酶的模型分子血紅蛋白(Hb)和葡萄糖氧化酶(GOD)的載體,制

2、備了一系列的酶電極,采用電化學方法考察了它們在Hb和GOD直接電子傳遞和生物電催化中的應(yīng)用。研究結(jié)果表明:(1)用碳酸沉淀脫碳的方法獲得了平均粒徑為179.1nm的CeO2材料。將其應(yīng)用到酶電極的制作中,使得固定在CeO2材料上的Hb和GOD不僅能有效地與電極表面進行直接電子轉(zhuǎn)移,而且均能夠保持其生物催化活性。制得的Nafion/CeO2/Hb/GC修飾電極的電子傳遞速率ks為(0.68±0.09)s-1,對H2O2的檢測限為1.013

3、μmol·L-1,重現(xiàn)性和穩(wěn)定性較好;制得的GOD/CeO2/Nafion/GC修飾電極的電子傳遞速率ks為(3.89±0.19)s-1,對葡萄糖檢測的線性范圍為0.54.5mmol·L-1,重現(xiàn)性和穩(wěn)定性較好。(2)采用水熱合成法制備了平均粒徑為10nm的Tm2O3材料并將其應(yīng)用到了酶電極的制作中。結(jié)果表明,固定在Tm2O3材料上的Hb和GOD,不僅能有效地與電極表面進行直接電子傳遞,而且能夠保持其生物催化活性。制得的Nafion/T