血紅蛋白在修飾電極上的催化行為研究及信息分析.pdf

1、眾所周知，構(gòu)成生物體新陳代謝的幾乎全部化學(xué)反應(yīng)都是在活性蛋白質(zhì)——酶的催化下進(jìn)行的，生物中最基本的運(yùn)動便是電荷的運(yùn)動，生命科學(xué)的基本學(xué)科也包含電化學(xué)，因此電化學(xué)方法是揭示生命奧秘的有利工具之一。血紅蛋白是人體中的一類重要的生物大分子，是生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ)。Hb的定量測定是臨床分析、生化分析、疾病檢測中的重要指標(biāo)，它的電化學(xué)行為研究成為生物電化學(xué)研究的一個重要方向。 從信息處理的角度來說，如何依據(jù)試驗(yàn)測試數(shù)據(jù)來取得過程信息，從而洞

2、察研究課題的內(nèi)在演化規(guī)律，這一點(diǎn)是各專業(yè)研究領(lǐng)域所關(guān)注的問題。本論文研究了血紅蛋白在玻碳修飾電極上的電化學(xué)行為，并對所得實(shí)驗(yàn)測試信息進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析，主要的研究結(jié)果如下： 1.采用循環(huán)伏安方法對血紅蛋白(Hb)在月桂酸修飾電極上的響應(yīng)特征進(jìn)行分析，結(jié)果說明Hb在修飾電極上出現(xiàn)一不可逆的還原峰，隨掃速增大峰電流增大，峰電勢稍微向負(fù)極移動；隨著pH值的增大，峰電流逐漸增大；濃度升高時，峰電流升高，在低濃度和高濃度區(qū)分別呈線性關(guān)系

3、。 2.通過Hb的還原峰電流與電勢掃描速率的定量分析，得出Hb在月桂酸修飾玻碳電極上的電還原反應(yīng)過程難以斷言為擴(kuò)散作用或吸附作用起主導(dǎo)地位，而很可能是擴(kuò)散因素和吸附因素兩者共同起作用。 3.根據(jù)ip=ii,d+ip,a=kd×v1/2+ka×v構(gòu)造出[ip，v]的理論數(shù)據(jù)集，并將最大不超過±10％的隨機(jī)偏差附加到該理論數(shù)據(jù)集后作為模擬實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集，然后分別對理論數(shù)據(jù)集和模擬實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集進(jìn)行ip對v1/2和ip對v的線性回歸處

4、理，處理結(jié)果與前面的判斷具有十分明顯的相似性，進(jìn)一步確認(rèn)Hb在月桂酸修飾玻碳電極上的電還原反應(yīng)過程是擴(kuò)散因素和吸附因素兩者共同起作用的結(jié)果。采用遺傳算法和Gauss-Newton算法對不同溶液pH條件下的ip實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集進(jìn)行處理，得出模擬參數(shù)與pH值的關(guān)系：模型參數(shù)kd隨溶液pH提高呈現(xiàn)出較為良好的線性增大的關(guān)系，在實(shí)驗(yàn)測試的pH范圍內(nèi)，其回歸直線方程為(線性相關(guān)系數(shù)R=0.9926)：kd=-3.779×10-5+1.109×10-5×

5、pH，意味著溶液pH對血紅蛋白在電解液中的擴(kuò)散行為的影響機(jī)制較簡單；模型參數(shù)ka隨溶液pH的變化曲線呈拋物線型，在實(shí)驗(yàn)測試的pH范圍內(nèi)，其曲線方程可以表示為： ka=2.831×10-6exp[(pH-6.483)2]+1.117×10-6exp[(pH-6.045)2]得出處于pH=6.352時，Hb在月桂酸修飾玻碳電極上的吸附量最低。 4.由于電活性物質(zhì)的吸附作用致使經(jīng)典的Michaelis-Menten模型并不能很