血红蛋白修饰电极的制备及其表征(3)

菜单

在纳米材料修饰电极用于生物传感器方面，其中研究的多是纳米粒子-酶的组装体系及生物传感器，由于纳米粒子的高比表面积，自身的生物相容性使得酶在纳米粒子表面的催化活性得到提高[6]。李清文将血红蛋白吸附于纳米TiO2涂层电极上，实现了血红蛋白在电极表面的直接电化学，并且通过研究血红蛋白与NO的相互作用寻求检测NO的各种途径[7]。曾涵和龚兰新等以1,6-已二硫醇为联结剂，将纳米金颗粒修饰到金盘电极上，再用L半胱氨酸作为修饰剂使纳米金颗粒功能化并进一步与漆酶充分作用，制备了固定漆酶的纳米金颗粒修饰金盘电极，用循环伏安法测试了其对氧还原的催化性能,得到了以下实验结果：O2在该纳米金修饰电极上还原电位约为-0.26 V（vs SCE），氧还原峰电流为3.0 uA（25℃），其稳定性好，适宜于长期使用且热稳定性好，优异于固酶聚异丙基丙烯酰胺水凝胶修饰ITO电极，该纳米金修饰电极在50℃时，氧还原峰电流仍保持为25℃时修饰电极上氧还原峰电流的40％左右[8]。

碳纳米管是由呈六边形排列的碳原子组成的同轴圆管构成的一种特殊结构的一维量子材料，分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。因其特殊的结构，使得其具有高机械强度和弹性，优良的导体和半导体特性，高比表面积和强吸附性能，从而逐渐在电分析领域被广泛关注。

陈萍[9]等对碳纳米管进行XPS分析发现：碳纳米管类石墨状碳C1s的结合能比一般石墨的低，另外在碳纳米管管状结构中的电子的流动，逃逸速度似乎更快。这种电子性能使得碳纳米管能和所负载的活性组分间发生强烈的相互作用，从而对催化反应产生促进影响。陈鸿博[10]对以碳纳米管为载体的促进钌基催化剂的合成氨功效进行研究后也发现：和其他载体（C60-70，石墨）相比，以碳纳米管为载体的催化剂显示出更高的活性`优尔~文-论+文'网www.youerw.com，是因为嵌入钾的碳纳米管更有利于氨合成过程中电子的传递，从而有利于氨的合成。碳纳米管的助催化的功能，促进电子传递，适宜修饰电极。

本课题以三氯乙酸为研究对象，用血红蛋白(Hb)涂布于电极表面，海藻酸钠(SA)包埋固定，结合多壁碳纳米管修饰石墨电极制备新型的生物负载电极，研究该电极对降解三氯乙酸的优势及其表征。

2 蛋白质的电化学研究介绍

2.1血红蛋白的概述

血红蛋白（Hb）是一种存在于红细胞中的血红素蛋白质。其结构明确，低成本，商品化且易于获取，是研究生物大分子上的电子传递过程的理想模型，因为生物大分子和电极之间的电子传递过程更接近生物氧化还原系统的原始模型。血红素蛋白质在氧化还原蛋白质中占很大一部分比例。氧化还原蛋白质具有氧化还原性质，其凭借自身得到或失去电子在氧化态和还原态之间相互转换。Hb的分子庞大，由4个聚合肽链组成，每个聚合肽链含有一个血红素，血红素的中心铁原子与氧分子结合，是可逆的反应。一个血红蛋白含有四个亚基，每个亚基结合一个分子氧，即每分子Hb可以运输四分子的O2。四条聚合肽链上的血红素紧密排列，形成类似球状体的分子。