申请汇报 - 微哨.ppt

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1、实验三十碳纳米管组装血红蛋白的直接电化学和对过氧化氢的电催化研究1、血红蛋白（Hemoglobin,Hb）由两条α和两条β多肽链构成的四聚体一、研究背景分子结构庞大，电活性中心不易暴露在电极表面的吸附造成蛋白构象变化和丧失活性以及电极表面的钝化在一般固体电极的电子传递速率很低，电子传递受阻电子传递媒介体、促进剂、特殊电极材料加速Hb的电子传递3、血红蛋白结构类似于辣根过氧化物酶，有很高的类似过氧化物酶的催化活性。2、血红蛋白直接电子转移的意义：获得有关蛋白质或酶的热力学和动力学性质等重要信息。Hb结构已知、价廉，被选作探讨生物大分子电化学行为的理

2、想模型，用于开发新型生物传感器和生物反应器。了解其在生命体内的电子转移机理和生理作用机制。二、实验目的1．了解模拟生物膜Hb-MWNT-Nafion的制备方法2.实现血红蛋白(Hb)直接电子传递2．学习Hb-MWNT-Nafion膜修饰玻碳电极对过氧化氢的电催化行为和催化机理4．掌握测定血红蛋白催化过氧化氢的米氏常数的测定方法将Hb直接吸附固定在经羧基化处理的多壁碳纳米管（MWNT）和聚四氟乙烯（Nafion）薄膜中Hb在一般固体电极的电子传递速率很低，电子传递受阻三、实验原理实现Hb的直接电子转移1、Hb的直接电子转移2、血红蛋白对H2O2的催化

3、2Fe2+（ferro）+H2O2→2Fe3+（ferro）+2OH-Fe3+（ferro）+e→Fe2+（ferro）ferro-卟啉3、米氏常数的测定米氏常数(Km)等于酶促反应达到其最大速率一半时的底物浓度[S]表示酶和底物之间的亲和能力，Km值越大，亲和能力越弱稳态条件下，类似于酶促反应的电催化过程，根据Lineweaver-Burk方程可得以1/i~1/[S]作图，利用斜率和截距可以计算出米氏常数1、玻碳电极的预处理和循环伏安表征预处理：玻碳电极用0.05μm的Al2O3粉抛光成镜面，依次用无水乙醇及蒸溜水超声洗净，晾干。循环伏安表征电解

4、质：1.0mMK3Fe(CN)60.1MKCl混合液（通氮除氧15min以上）工作电极：玻碳电极参比电极：饱和甘汞电极对电极：铂丝电极扫描速率：100mV/s电位范围：+0.6~−0.20V方法：线性扫描法扫描方式：循环灵敏度：3要求：峰峰距ΔEp,<80mV四、实验步骤2、纳米组装血红蛋白修饰电极的制备0.5mg羧基化的MWNT、4mgHb中加入500μL水以溶解Hb，100μL0.5%Nafion溶液，再加入500μL无水乙醇，超声1h。（由老师完成）10μL分散液滴涂于电极表面，晾干，得Hb-MWNT-GCE。超声分散不加MWNT以相似方法制

5、得Hb-GCE。Hb-GCE为对照电极（对照电极每大组每种各1支）3、可溶性（即羧基化的）多壁碳纳米管的制备及表征20mgMWNT30mL30%HNO3170℃4h冷却至室温1000~2000rpm离心3min去离子水洗涤到pH值5~6110℃烘箱干燥1h。（由老师完成）红外灯下恒重红外表征，与未处理的MWNT对照。在电解池中放入25.00mL（或10.00mL）0.1MpH=7.0的磷酸缓冲溶液，通氮除氧15min以上。分别以Hb-MWNT-GCE、Hb-GCE为工作电极，记录循环伏安曲线。观察底液中是否有氧化还原峰参数：扫描速率：100mV/s

6、电位范围：从+1.0~−1.5V方法：线性扫描法扫描方式：循环灵敏度：34、血红蛋白的直接电化学加入25μL1mol/LH2O2溶液,使电解池中H2O2的浓度为1.0mmol/L。分别以Hb-MWNT-GCE、Hb-GCE为工作电极，记录循环伏安曲线。观察氧化峰和还原峰哪个更大。参数：（扫描速率：100mV/s电位范围：从+1.0~−1.5V方法：线性扫描法扫描方式：循环灵敏度：3）分别以Hb-MWNT-GCE、Hb-GCE为工作电极，记录阴极线性扫描伏安曲线。测出阴极峰电流ipc，比较3条曲线ipc的大小。参数：（扫描速率：100mV/s电位范围

7、：从+1.0~−1.5V方法：线性扫描法扫描方式：单向灵敏度：3）5、过氧化氢的催化6、米氏常数的测定在电解池中加入25.00mL0.1MpH=7.0的磷酸缓冲溶液，通氮除氧15min以上。以Hb-MWNT-GCE为工作电极，依次加入25μL1mol/LH2O2溶液，使电解池中H2O2的浓度分别为0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0mmol/L，每加一次分别记录阴极线性扫描伏安曲线，测出阴极峰电流ipc。参数：扫描速率：100mV/s电位范围：从+1.0~−1.5V方法：线性扫描法扫描方式：单向灵敏度

8、：31、比较分别以Hb-MWNT-GCE、Hb-GCE为工作电极时，阴极线性扫描伏安曲线ipc的大小。2、以1/ipc对1