基于鏈接化學(xué)的辣根過(guò)氧化酶固載及其直接電化學(xué).pdf

1、氧化還原蛋白質(zhì)的直接電子轉(zhuǎn)移在許多生理過(guò)程(如光合作用、呼吸作用等)中起著關(guān)鍵作用，對(duì)氧化還原蛋白質(zhì)直接電化學(xué)行為的研究是生命科學(xué)的基礎(chǔ)，在很多領(lǐng)域均有重要的應(yīng)用，如生物催化、生物傳感器和生物燃料電池等，除此之外，還可以促進(jìn)生物電化學(xué)、生物電分析化學(xué)、生物電子學(xué)等多學(xué)科的交叉發(fā)展，使人們對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、功能及作用有更深入的了解。鏈接化學(xué)是K.B.Sharpless教授于2001年提出的一套強(qiáng)有力、極為可靠而又具有高選擇性的化學(xué)合成方法，

2、該方法通過(guò)雜原子的連接(C-X-C)快速合成新化合物及化合物庫(kù)，用少量簡(jiǎn)單可靠和高選擇性的化學(xué)轉(zhuǎn)變來(lái)獲得更廣泛的分子多樣性。鏈接化學(xué)自提出到現(xiàn)在，已在藥物發(fā)現(xiàn)、高分子化學(xué)、生命科學(xué)等領(lǐng)域得到迅速發(fā)展，應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛。本文將鏈接反應(yīng)分別與分子自組裝技術(shù)、納米材料及重氮鹽電化學(xué)還原方法分別相結(jié)合用于修飾電極，實(shí)現(xiàn)氧化還原蛋白質(zhì)在固體界面的有序固載，并在此基礎(chǔ)上研究蛋白質(zhì)的直接電化學(xué)行為和電催化行為。本研究分為四個(gè)部分：
　　

3、第一章：緒論。介紹鏈接化學(xué)的基本概念、特點(diǎn)及反應(yīng)類型，總結(jié)鏈接化學(xué)在藥物研究、高分子化學(xué)、生命科學(xué)，尤其是在固體表面功能化等領(lǐng)域中的應(yīng)用，在已有研究基礎(chǔ)上，提出本論文的研究?jī)?nèi)容及研究意義。
　　 第二章：HRP與炔基自組裝膜的“鏈接”及其直接電化學(xué)。將鏈接化學(xué)和分子自組裝技術(shù)相結(jié)合，提出了一種方便可行的蛋白固定技術(shù)，首先，通過(guò)分子自組裝技術(shù)在電極表面形成端基為炔基(R-C≡CH)的分子自組裝膜，再將疊氮化HRP(N3-HRP)通

4、過(guò)鏈接反應(yīng)共價(jià)鍵合到自組裝膜上，從而實(shí)現(xiàn)HRP在電極表面的活性固載。采用紅外反射吸收光譜(RAIR)對(duì)合成的疊氮化HRP(N3-HRP)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征，同時(shí)，采用表面增強(qiáng)拉曼光譜(SERS)、交流阻抗法(EIS)等對(duì)電極修飾過(guò)程進(jìn)行了表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，固載的HRP與電極之間能進(jìn)行直接電子傳遞，并對(duì)H2O2表現(xiàn)出良好的電催化作用，對(duì)較低濃度的H2O2溶液具有很好的線性響應(yīng)。
　　 第三章：HRP與炔基化碳納米管的“鏈接”及其直接

5、電化學(xué)。由于碳納米管能促進(jìn)電子傳遞，且具有較大的比表面積，本實(shí)驗(yàn)先通過(guò)自組裝技術(shù)在電極表面修飾炔基化的碳納米管，再將N3-HRP“鏈接”到碳納米管上。采用表面增強(qiáng)拉曼光譜及電化學(xué)方法對(duì)電極修飾過(guò)程進(jìn)行表征，并在此基礎(chǔ)上研究了HRP的直接電化學(xué)及對(duì)H2O2的電催化還原作用，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用本方法固載的HRP能與電極間實(shí)現(xiàn)直接的電子傳遞，且對(duì)H2O2反應(yīng)靈敏，響應(yīng)的線性范圍為5.0×10-6～8.0×10-4M，米氏常數(shù)為0.653mM。

6、
　　 第四章：HRP與4-乙炔苯的“鏈接”及其直接電化學(xué)。介紹了一種簡(jiǎn)易可行的“兩步法”蛋白質(zhì)固定方法，首先，通過(guò)電化學(xué)還原4-乙炔基苯重氮化合物在電極表面形成了端基為炔基(R-C≡CH)的單分子層膜；然后，將N3-HRP通過(guò)鏈接反應(yīng)共價(jià)鍵合到炔基單分子膜上，從而實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)在固體表面的固載。電極修飾過(guò)程采用RAIR及一些電化學(xué)方法(如循環(huán)伏安法、交流阻抗法等)進(jìn)行了表征，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本方法固載的蛋白質(zhì)在電極表面上能保持其天然