基于鏈接化學的辣根過氧化酶固載及其直接電化學.pdf

1、氧化還原蛋白質的直接電子轉移在許多生理過程(如光合作用、呼吸作用等)中起著關鍵作用，對氧化還原蛋白質直接電化學行為的研究是生命科學的基礎，在很多領域均有重要的應用，如生物催化、生物傳感器和生物燃料電池等，除此之外，還可以促進生物電化學、生物電分析化學、生物電子學等多學科的交叉發(fā)展，使人們對蛋白質的結構、功能及作用有更深入的了解。鏈接化學是K.B.Sharpless教授于2001年提出的一套強有力、極為可靠而又具有高選擇性的化學合成方法，

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

3、第一章：緒論。介紹鏈接化學的基本概念、特點及反應類型，總結鏈接化學在藥物研究、高分子化學、生命科學，尤其是在固體表面功能化等領域中的應用，在已有研究基礎上，提出本論文的研究內容及研究意義。
　　 第二章：HRP與炔基自組裝膜的“鏈接”及其直接電化學。將鏈接化學和分子自組裝技術相結合，提出了一種方便可行的蛋白固定技術，首先，通過分子自組裝技術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、過鏈接反應共價鍵合到自組裝膜上，從而實現(xiàn)HRP在電極表面的活性固載。采用紅外反射吸收光譜(RAIR)對合成的疊氮化HRP(N3-HRP)進行了結構表征，同時，采用表面增強拉曼光譜(SERS)、交流阻抗法(EIS)等對電極修飾過程進行了表征。實驗結果表明，固載的HRP與電極之間能進行直接電子傳遞，并對H2O2表現(xiàn)出良好的電催化作用，對較低濃度的H2O2溶液具有很好的線性響應。
　　 第三章：HRP與炔基化碳納米管的“鏈接”及其直接

5、電化學。由于碳納米管能促進電子傳遞，且具有較大的比表面積，本實驗先通過自組裝技術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。采用表面增強拉曼光譜及電化學方法對電極修飾過程進行表征，并在此基礎上研究了HRP的直接電化學及對H2O2的電催化還原作用，實驗結果表明，采用本方法固載的HRP能與電極間實現(xiàn)直接的電子傳遞，且對H2O2反應靈敏，響應的線性范圍為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。介紹了一種簡易可行的“兩步法”蛋白質固定方法，首先，通過電化學還原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通過鏈接反應共價鍵合到炔基單分子膜上，從而實現(xiàn)蛋白質在固體表面的固載。電極修飾過程采用RAIR及一些電化學方法(如循環(huán)伏安法、交流阻抗法等)進行了表征，實驗結果表明，本方法固載的蛋白質在電極表面上能保持其天然