氯過氧化物酶的電化學(xué)行為及其應(yīng)用研究.pdf

1、氯過氧化物酶(Chloroperoxidase，CPO)是一種從海洋真菌Caldariomyces fumago中提取的具有特殊氨基酸殘基的過氧化物酶，已被廣泛應(yīng)用于各種催化反應(yīng)。為了解決已有的均相催化反應(yīng)中酶用量大，酶不能反復(fù)利用，以及需要向反應(yīng)體系中加入過氧化氫，由此帶來的昂貴的設(shè)備費(fèi)等問題，本文借鑒了生物傳感器制作中的酶固定化方法將CPO固定到電極上，有利于應(yīng)用電化學(xué)方法產(chǎn)生過氧化氫，以及具有酶用量少等優(yōu)點(diǎn)。 本文首先利

2、用分子層層組裝技術(shù)(Layer by layer，LBL)，即利用荷負(fù)電的巰基丙磺酸鈉(3-mercaptopropanesulfonic acids，sodium salt，MPS)與金電極之間的相互作用，再與荷正電的聚陽離子(Polydimethyldiallylammonium chloride，PDDA)的靜電吸附作用層層組裝到金晶振電極(Au-QCA)或玻碳(Glassy carbon，GC)電極表面，并實(shí)現(xiàn)了CPO的固定化。

3、利用石英晶體微天平(Qaurtz crystal microbalance，QCA)對(duì)成膜過程進(jìn)行了表征，確認(rèn)CPO是以單分子層形式固定于自組裝膜修飾的金電極上的。循環(huán)伏安測(cè)量表明，該修飾電極上固定的CPO可以進(jìn)行直接的電子傳遞，氧化還原峰電位分別為0mV和-135mV(vs SCE)，峰電流與掃速成正比，表明是一個(gè)表面控制的反應(yīng)。在GC電極表面也成功制備了CPO-PDDA修飾膜，CPO氧化還原峰電位差A(yù)Ep較之自組裝膜修飾的金晶振電極

4、的135mV更小(約為60mV)，即可逆性稍有改善。 此外，利用雙十二烷基氯化胺(Didodecyldimethylammonium bromide，DDAB)在GC及熱解石墨(Pyrolytic graphite，PG)電極表面固定了CPO。該CPO-DDAB/PG修飾電極在氮?dú)庵械难h(huán)伏安曲線上也觀察到CPO的直接電子傳遞。然而，較之自組裝膜在金和GC上固定的CPO，其可逆性、電極的穩(wěn)定性更佳。實(shí)驗(yàn)結(jié)果同時(shí)顯示，氧在CPO

5、-DDAB/PG修飾電極上的還原電位正移至-0.3V，表明對(duì)氧氣還原有明顯的催化作用。不同pH溶液的緩沖溶液中循環(huán)伏安測(cè)量表明，式量電位隨溶液pH值的增大而負(fù)移，呈現(xiàn)一斜率為25mV/pH的直線關(guān)系，表明電子傳遞反應(yīng)的同時(shí)伴隨有質(zhì)子的參與。詳細(xì)的機(jī)理尚有待于深入研究。 以自組裝膜及類生物膜修飾電極為工作電極，考察了電極上固定的CPO催化一氯二甲酮(Monthlorodimedone，MCD)氯化為二氯二甲酮(Dichlorod