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1、第20卷第7期化学研究与应用Vol.20,No.72008年7月ChemicalResearchandApplicationJuly,2008文章编号:100421656(2008)0720872204血红蛋白在纳米金修饰电极上的电化学研究11321张敏,程发良,蔡志泉,姚海军(1.东莞理工学院生物传感器研究中心,广东东莞523106)(2.东莞理工学院城市学院,广东东莞523106)关键词:纳米金;牛血红蛋白;化学修饰电极中图分类号:O65711文献标识码:A氧化还原蛋白在电极上的直接电化学研究不111试剂和仪器但能获得有关蛋白质和酶的热力学和动力学性
2、质牛血红白蛋白(国产,储备液在4℃条件下保等重要信息,为开发新型生物传感器和生物反应存);氯金酸(HAuCl4·3H2O);实验用缓冲溶液器提供理论指导,而且对了解它们在生命体内的为012mol/LNaAc-HAc,pH值采用混合不同比电子转移机理和生理作用机制具有重要意义。例的NaAc和HAc溶液调整;实验所需的其余试血红蛋白(Hb)是以血红素为辅基的蛋白质,剂均为分析纯;实验用水为二次蒸馏水;所有实验在生物体中的主要功能是运输O2。由于它的三维均在室温下进行。结构已经确定,所以常常用作研究蛋白质的结构PARSTAT2273电化学综合测试系统;电化学[
3、1,2]与功能关系的模型物。HB分子庞大,电活性实验采用三电极体系:工作电极为裸玻碳电极中心血红素被四条肽链包围而不易暴露,且在常(GCE)或者纳米金修饰电极(NG/GCE),参比电规电极上强烈吸附和变性,使得它在一般固体电极为饱和甘汞电极,对电极为铂电极;赛多利斯电[3]极上的电子传递困难,需要借助媒介体、促进子天平BS124S(北京赛多利斯仪器有限公司);超[4][5]剂或特殊电极材料促进电化学反应。声波清洗器(昆山市超声波仪器厂);电子pH计金属纳米粒子由于具有与其颗粒大小相关的[6]HI98101(北京哈纳科仪科技有限公司)。特殊性质,如表面效应
4、、体积效应、量子尺寸效112修饰电极的制备应等,从而产生不同于相应块体材料的电学、光[13]金溶胶的制备参照文献。将玻碳电极先学、磁学和催化性能,逐渐为电分析化学领域广泛[7]用金相砂纸抛光,然后依次用110、013μm的关注。文献曾报道了纳米金用于测定儿茶酚[8]、去甲肾上腺素[9]、葡萄糖[10211]等物质。本文Al2O3在麂皮上抛光至镜面,再移入超声水浴中清利用电化学沉积法制备了纳米金修饰电极,利用洗,最后依次用1∶1乙醇、1∶1HNO3和蒸馏水超声该修饰电极测定了血红蛋白,实验结果表明:纳米清洗。把经过预处理的玻碳电极,用氮气吹干,置[12]金
5、具有良好的生物共容性,且纳米金较大的比于金溶胶中于+115V下电沉积2h即可,标记为表面积增强了血红蛋白在电极表面的吸附,显著NG/GCE,置于NaHc-HAc缓冲溶液中备用。提高了血红蛋白的电化学响应,实现了血红蛋白113实验方法的直接电化学。电化学实验均在50mL电解池中进行,用上述三电极系统,测定电化学曲线。测试前需向溶液1实验部分中通氮气20min以上,以除去溶液中的溶解氧。所有实验均在室温下进行(约25℃)。收稿日期:2007208209;修回日期:2008203209基金项目:国家自然科学基金项目(20375008,20475001)资助;广
6、东省科技攻关项目(2004B33301024,2005B10301041,2006B12401011)资助;广东省自然科学基金项目(06108856)资助联系人简介:程发良(19672),男,教授,主要从事生物电化学研究。Email:chengfl@dgut.edu.cn第7期张敏等:血红蛋白在纳米金修饰电极上的电化学研究873图1B)。而在纳米金修饰电极上(图1A(a)),同2结果与讨论样浓度的血红蛋白则有一对明显的氧化还原峰,氧化峰电位为01134V,还原峰电位为2010144V,对2+3+211血红蛋白在纳米金修饰电极上的电化学应于血红蛋白中血红素
7、辅基Fe/Fe的氧化还响应原反应。相对裸电极,其峰电流也明显增大,说明分别将裸玻碳电极、金溶胶修饰电极置于1×纳米金可以促进血红蛋白与电极间的电子传递过2510mol/L的血红蛋白溶液(pH=416)中进行循环程,此修饰电极很好地催化了血红蛋白的氧化伏安扫描,结果如图1所示。血红蛋白在裸玻碳还原。电极上有一个很小的还原峰,氧化峰则不明显(如图1(A)血红蛋白在不同电极上的循环伏安曲线图1(B)血红蛋白在裸电极上的循环伏安曲线Fig11(A)cyclicvoltammogramsofhemoglobinFig11(B)cyclicvoltammograms
8、ofhemoglobinatatdifferentelectrodes(a)ba
