细胞色素c在无机复合纳米材料修饰电极上的直接电化学研究
【国家自然科学基金】_直接电化学还原_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140731

推荐指数 3 3 3 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
科研热词 血红蛋白 修饰电极 不可逆双安培法 直接电化学 碳纳米管 电催化 镧离子 金电极 过氧化氢酶 葡萄糖氧化酶 离子液体 直接甲酸燃料电池 电化学反应 电化学 生物电催化活性 生物传感器 对乙酰氨基酚 l-半胱氨酸 魔芋葡甘聚糖 锡氧化还原电对 锡 银纳米粒子 铱 铅笔芯电极 铂 钛锆合金 金属间化合物 金 还原 过氧化氢 辣根过氧化物酶 负载型催化剂 表面活性剂 草酸 脂质体免疫传感器 肾上腺素(ep) 聚l-苏氨酸 维生素e 稀土磁性材料 碳载金-铱催化剂 直接醇类燃料电池 直接电子转移 直接电子传递 直接电化学还原 直接甲醇燃料电池 直接甲醇 直接乙醇燃料电池 盐酸异丙嗪 界面设计 电化学阻抗谱 电化学还原 电化学聚合
53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96
电化学催化 电化学交流阻抗谱 甲醇氧化 熔盐电解 溴化1-(3-氨基丙基)-3-甲基咪唑 海藻酸钠 氯过氧化物酶 氧还原反应 氧还原 氧气还原 氧气 氧化还原蛋白质 毒莠定 极化 有机溶胶法 方波伏安法 料电池 微结构聚合物光纤 循环伏安 巯基乙酸 多壁纳米碳管 多壁碳纳米管 复合光纤 固体透氧膜 双嘧达莫 原位红外反射光谱 化学修饰电极 催化剂pt-m/c 催化剂 低载量催化剂 传感材料 伏安法 介孔碳 乙醛酸 乙醇酸 乙醇电化学氧化 两步反应法 β -环糊精修饰电极 zro2与tio2混合物 tb2fe17 pd-fe/c催化剂 nb2o5 nb ddab
CuS纳米片修饰Bi_(5)O_(7)I复合材料用于光催化还原Cr(Ⅵ)水溶液

细胞色素c在TiO_2纳米粒子表面的增强拉曼光谱研究

基金项目:国家自然科学基金资助项目 92534, 835,0203293 7) 教育部引智讨戈喷 助项 ̄(009; '07o 12 7002910 ,0704; 0 B 60) 高等学校博士学科点专项 利移瞎 金资助项目C l o 11o7 2 1 610l) 0O
作者简介: 李志士( 8 一 ) 女, 13 , 9 博土研究生, 主要研究方向: 组装体与纳米 结 喾 学 通信联系 ^ 赵冰,教 : 授,主要 碗 分子组装体的 向: D◎ 砌 .. l】 b j 。 h ca 1h
I 实 验
1 样品与试剂 . 1
C t 购 自 A rs l n s yC c Og i 公司 ,未进—步纯化 。钛酸 四 o ac
的拉曼光谱测试条件为 3 采样次数为 1 0, S 次。
21 T 2 . i 纳米粒子的 性质 0
丁酯
, 无水乙醇c ./ , 9 50 硝酸( %) l o) 9 7 和其他化学品购自 0
En a c d Ra a c te u yo t c r m eca s r e n Ti a o ri ls h n e m n s a t rs d f y o h o b o b d o 02 n pa t e t c n c
L Zhs i Z a i i , h onig h n
细胞色素cC t) (yc 是生物氧化过程中的电子传递体【 J J 。 b
其功能为酶存在时 , 对肌体组织的氧化、还原的酶促作用。
池材料 , 在光的传输和电子的跃迁中起到重要作用[]同时, 5。 - 8 TO 材料还具有优秀的生物相容陛, i2 是一种 ^ 体植 ^ 性材料,
可以作为骨骼的代替品 。另外 ,纳米级别的 T 2 i 能够起 0
基于金纳米棒_多壁碳纳米管_壳聚糖复合膜电极的肌红蛋白直接电化学和电催化研究

relation coefficient of 0. 986 7,and the detection limit of the sensor was 3. 2 × 10 - 6 M ( S / N = 3) . Moreo-
ver,the biosensor showed a rapid response to H2 O2,with a good stability and reproducibility. Key words: memoglobin; multi - walled carbon nanotubes; chitosan; gold nanorods ( AuNRs) ; H2 O2 biosensor
参照文献[19],采用十六烷基三甲基溴化铵( CTAB) 为模板的银离子辅助种子生长法来合成金纳米棒. 合成过程如下,将 100 μL 0. 02 M HAuCl4 加入到 1. 5 mL 0. 1 mol / L CTAB 溶液中并不断搅拌. 再加入 100 μL 0. 01 M 的 NaBH4 溶液,最后混合溶液变为棕黄色. 将溶液剧烈搅拌 2 min 后,保存于 25℃ 水浴中. 合成后将 种子液放置 2 h 再使用. 金纳米棒生长液的合成方法为: 将 1. 5 mL 0. 02 M HAuCl4 溶液和 1. 0 mL 0. 01 M AgNO3 溶液分别加入到 30 mL 0. 1 M 的 CTAB 溶液中,然后再加入 0. 8 mL 0. 08 M 的抗坏血酸溶液. 两种溶液都 制备好以后,在生长液中加入 70 μL 种子液,温度为 25℃ . 在开始的 15 min 内,溶液的颜色会渐渐变化最后稳 定. 1. 4 MWCNTs - Chit / Mb / AuNRs 复合膜电极的制备
紫外可见光谱仪( GBC Cintra 10e) ; 电化学工作站( CHI 650C,上海辰华) ; 电化学实验采用三电极系统: 工作电极为玻碳电极( 3 mm 直径) ,参比电极为 Ag / AgCl 电极( 3. 0 mol / L KCl) ,辅助电极为铂丝电极. 在电化 学实验前对溶液进行通氮气除氧. 1. 3 金纳米棒的制备
纳米材料介导微生物胞外电子传递过程的研究进展

纳米材料介导微生物胞外电子传递过程的研究进展摘要:微生物胞外电子传递(EET)过程在自然界中普遍存在,并且在能源利用和环境修复等方面具有广阔的应用前景,但是低效的电子传递一直是其在实际应用中的关键瓶颈。
纳米材料具有独特的表面效应、体积效应、量子尺寸及宏观量子隧道效应等性质,引入纳米材料与电活性微生物相结合实现优势互补,可以缩短电荷转移路径,从而提高EET 效率。
本文综述了EET 方式,以及纳米材料的电子转移能力、氧化还原电势、表面结构与性质、生物相容性及纳米材料-微生物的界面构筑对EET过程的影响,重点阐述了纳米材料与电活性微生物界面构筑的各种策略,并讨论了这些策略的适用性和局限性,最后展望了纳米材料强化电活性微生物EET 的未来研究方向。
关键词:电活性微生物;胞外电子传递;纳米材料;界面;生物催化引言微生物胞外电子传递(extracellular electron transfer,EET)是电活性微生物通过特定的呼吸链将胞内氧化电子供体产生的电子转移到胞外电子受体,实现电子受体还原的同时维持微生物自身生长的过程[1-2]。
该现象于1987 年由Lovley 等[3]发现,此后EET 受到了众多科研工作者的关注。
基于这种能力,EET 在清洁电力生产、污水处理、生物修复、生物传感、高能燃料转化合成等方面具有重要的应用潜力和广阔的发展远景[4-5]。
然而,现阶段电活性微生物和电子受体之间相对低效的电子传递是影响EET在实际中应用的关键因素。
因此开发EET 效率的改善手段,研究其传递机理、影响因素及应用前景研究具有重要现实意义。
目前,强化微生物EET 的手段主要是通过内部遗传改造和外部纳米材料介导的两种途径[6-7]。
对电活性微生物进行遗传改造,主要是从以下两大方面:一是直接增加电子传递相关的功能基因的表达;二是提高调节微生物胞外呼吸的蛋白活性。
然而,只有少数表征良好的电活性微生物可用于遗传改造,且EET 的机制目前尚未完全阐明,导致大多数遗传工具无法广泛使用,限制了遗传改造技术的应用。
超氧阴离子自由基电化学分析的新进展

如图3所示,Tian课题组[43首次在锥状、棒状和球状3种不同形貌的纳米金表面上同时实现了SOD的直接电化学。热力学和动力学分析表明SOD在不同界面上的电子转移速度,与纳米金的形貌有关Or分别转化成Oi和&O2(如图4A)。此过程可看成是分别在两个电极上独立进行的两个反应。一方面,在阳极反应中图(4B),电解液中的被MnOi+的氧化生成O2,同时MnOi+被还原成Mn2+。而生成的Mn2+能够在电极上失去电子,重新被氧化成MnO2+。另一方面,在阴极反应中(图4C),O;-氧化Mn2+生成MnO2+,而生成的MnO2+在电极表面得到电子被还原成Mn2+。因此,在O〗-存在的情况下,通过Mn2+修饰电极上的氧化或还原电流检测O2’_。因此,通过两极上氧化或还原电流信号的变化,即可实现对O2’_的检测。电化学信号表明此生物传感器可以实现细胞应激反应产生0厂自由基的可逆响应,暗示02’_自由基可作为_种癌症生物标记物,为生理和病理方面的研究提供了基础。
环境来实现其直接电子传递,致使阻碍其在活体检测方面的实际应用。通过界面设计使修饰电极可以建立理想的接触界面,暴露酶的电活性中心,实现酶与电极之间快速的直接电子传递,并利用其对自由基的选择性达到预期的检测目的,对于预防和治疗疾病以及抗氧化药物的研发都具有现实意义。
电沉积制备ZnO纳米棒修饰电极上氧化还原蛋白的电化学行为
C ia 2e at n C e ir, ol e f h mc l n ier gXi nU i ri, ime 6 0 5F j n rvne h ; Dp r n me tf h ms y C l g C e i gn ei , a nv syX a n3 10 , ui o i , o t e o aE n me e t aP c R C i ; ’co lf tr lS i c n n ier g S uh etioogU i ri, hn d 1 0 I R C i ) . hn a S h o Maei s c neadE gn ei , o tw sJa tn nv sy C eg u60 3 , . hn o a e n e t a
Ab ta t We s c e sul pe a e n a o o — d e s rc: u c s f I r p r d Z O n n rd mo i d Au ( n a o o / u lcr d s u i y i f Z O n n r dA )ee t e sn o g
辣根过氧化物酶在钛酸纳米管修饰玻碳电极上的直接电化学研究
将混 合物倒入 一个聚 四氟乙烯 内衬 的不锈钢 反应釜 中, 恒温 10c反应 5d时间 .将所得 白色悬 浮液 过滤并 0 c 分别 用 01m l C 和 去离子水 洗涤直 到 p . oH 1 H值约 为 70 ..最 后将 所得 产 品进行 干燥便 得 到 T T.钛酸 纳米 N 管 根据文 献 [] 法进 行处 理 : 2 g的 T T浸入 01m l HN , 液 中过 夜 以除 去钠 离子 , 后边 搅 7方 将 5m N . o的 O溶 然 拌边将 其 分散在 5m . m l 四 甲基氢 氧化 氨溶 液 中, 到得到一 个 半透 明的悬浮 液 .最 后将 该悬 浮液 L01 o 的 直
稀释 至 1m / L并在使用 前调节 p 体 . .得 0
收稿 日期 :2 0 — 7 3 080—0
基金项 目:河南农业大学博士基金 (00 38 3 7 04 ) 3 7 0 4 ,0 0 3 9
作者简介:刘小花 (9 8 ) 女 , 17 一 , 河南商丘人 , 讲师, 博士, 研究方向为生物电化学及纳米材料
化氢 ( 购 自北京 化学试 剂 公司 .HO 溶液每 次 I HO) 临用前 制备 , 其余 化学 试剂 均为分 析纯 .实验 用水 为二
次 重蒸水 .
12 钛酸 纳米 管 (NT 的合 成 及处 理 . T )
I NT通 过 以下 方法合 成 将 锐钛矿 型二氧 化钛 纳米 晶与 2 0mL 1 o N O 水溶 液进行 混合 .然后 : 0 0m l a H
通信作者:白海鑫 (9 3 ) 男, 17 一 , 河南中牟人, 讲师, 博士, 研究方向为生物分析.
20 年 1 08 1月
刘小花等:辣根过氧化物酶在钛酸纳米管修饰玻碳电极上的直接 电化学研究
化学修饰电极
这种电子转移媒介体引起的电催化反应如图所示。 这里,修饰层中媒介体(聚甲苯胺蓝O)的氧化态与 溶液中待测物的还原态(NADH,还原型烟酰胺腺 嘌呤二核苷酸)反应后,再生出媒介体的还原态, 即修饰剂催化了溶液中NADH的氧化,因为 NADH在裸电极上的直接电氧化需要更正的过电 位。二茂铁、二酚类化合物也是典型的电子转移 媒介体和修饰剂,可用于催化一些直接电化学活 性不佳的被测物质的氧化还原反应。在电分析化 学中,一般认为化学修饰电极上的电催化是用来 放大检测信号,其催化电流往往与被测物浓度成 正比。
化学修饰电极已广泛用于无机、有机和生 化物质的分析检测,也是研究分离和合成 化学的重要实验平台。例如,在环境和食 品分析中,常用于重金属离子及亚硝酸盐 等多种污染物的高敏检测;在生物分析方 面,用于蛋白质、DNA、神经递质以及代 谢调控分子的检测和传感。
Sabahudin Hrapovic等使用不同的金属纳 米材料(Pt、Au、Cu)与溶于Nafion的单壁 碳纳米管和多壁碳纳米管制备得到复合型 传感器,通过吸附溶出伏安法来检测三硝 基甲苯TNT和其他硝基苯类化合物。 华南师范大学的杨勤燕通过简单的绿色无 污染方法制备了铂纳米粒子包覆的金纳米 孔膜及其双金属纳米复合膜修饰电极,并 成功应用于对大肠杆菌的快速检测。 其它文献也表明各类化学修饰电极对食品 中肾上腺素、抗坏血酸、多巴胺及细胞色 素C等也是一种高效灵敏的分析方法。
方式,形成化学键或生成表面配位化合物等物质,从而发生
的吸附。
(3)基于氢键、亲疏水作用力、-堆积力的吸附。这些吸附 也属于物理吸附的范畴。通过氧化还原或研磨等简单的电极
处理方式,在金属电极表面可产生-OH等含氧基团,而碳电
极表面则可产生-OH、C=O、-COOH等含氧基团,这些含氧 基团可通过氢键去捕集溶液中的相应组分。导电碳材料具有 碳原子的共轭结构,故碳基电极可通过-堆积力去吸附含 有苯环类似结构的分子。另外,表面处理干净的碳电极具有
BDD电极修饰及其在生物传感器中的应用进展
DOI :10.19965/ki.iwt.2022-0870第 43 卷第 11 期2023年 11 月Vol.43 No.11Nov.,2023工业水处理Industrial Water Treatment BDD 电极修饰及其在生物传感器中的应用进展刘立娜,马雪姣,韩严和,徐晗,王楠楠(北京石油化工学院环境工程系,北京 102617)[ 摘要 ] 生物传感器已被广泛应用于对痕量有机物和生物大分子等物质的检测中,提高生物传感器的检测准确性、检测范围、灵敏度等检测性能是近年来的重点研究内容。
掺硼金刚石(BDD )电极基于其优异的物化性质,是目前生物传感器理想的基底材料之一,但其存在价格昂贵、传感性能不高等问题,而化学修饰是提高BDD 电极传感性能的有效途径。
系统论述了吸附法、共价键结合法和电沉积法3种当前主流的BDD 基底修饰方法,在阐述其反应机理的基础上,总结了不同方法所修饰的BDD 电极在生物传感器中的应用,并深入分析了各修饰方法的优势和不足。
最后,总结了BDD 电极作为基底材料应用于生物传感器领域中存在的问题,并展望了未来的重点发展方向,以期为BDD 电极的修饰和潜在的实际应用提供新思路。
[关键词] 掺硼金刚石电极;表面修饰;生物传感器;复合材料[中图分类号] TQ050.4;X703 [文献标识码]A [文章编号] 1005-829X (2023)11-0066-12Modification of BDD electrode and its application progress in biosensorLIU Li ’na ,MA Xuejiao ,HAN Yanhe ,XU Han ,WANG Nannan(Department of Environmental Engineering ,Beijing Institute of Petrochemical Technology ,Beijing 102617,China )Abstract :Biosensors have been widely used in the detection of trace organic matter and biological macromolecules. The improvement of detection performance of biosensors ,such as accuracy ,detection range and sensitivity ,is the fo‑cus of study in recent years. Boron -doped diamond (BDD ) electrode ,based on its excellent physico -chemical prop‑erty ,is one of the ideal substrate materials for biosensors. However ,BDD electrode has also some drawbacks such ashigh price and low sensing capacity which can be improved efficiently by chemical modification. Herein ,three main modification methods of BDD substrate ,including adsorption ,covalent bonding and electrodeposition method ,weresystematically discussed. Based on the description of their reaction mechanisms ,the application of BDD electrode modified by different methods in biosensor was summarized ,and the advantages and disadvantages of each modifica‑tion method were deeply analyzed. Finally ,the problems in the application of BDD electrodes as substrate materialsin the field of biosensors were summarized ,and the main development directions were prospected. It is hoped to pro‑vide new ideas for the modification and potential practical application of the BDD electrode.Key words :boron -doped diamond electrode ;surface modification ;biosensor ;composite material随着社会的进步和工业化的快速发展,各种天然和人工合成的化学品已大量渗入全球水循环的各个环节,水污染进一步加剧水资源短缺,严重威胁水的生态循环〔1-2〕。
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第1 9卷第 4期
20 0 7年 4月
化 学 研 究 与 应 用
Ch mia s ac n p h a o e c lRe e r h a d A p c f n i
Vo . 9. o 4 11 N . Ap . 2 0 r ,0 7
文章编 号 :0 4 15 (0 7 0 4 7 44 10 —6 6 20 )4 3 0 3 3
细 胞 色 素 C在 无机 复合 纳 米 材料 修 饰 电极 上 的 直 接 电化 学 研 究
徐继 明 , 李 伟2尹起 范 , 玉兰 , 朱
(. 1江苏省低维材料化学重点建设实验室 淮阴师范学院化学系, 江苏
羟基磷灰 石与碳纳米管 ( A / WN ) H p M T 的复合材 料, 并将其修饰 到玻碳 电极表 面, 于 Ct 用 y C的直 接电化学行为的研究 , 取得了满意的结果 。
1 实验 部 分
1 1 仪器 与试 剂 .
制有了深人的了解。 羟基磷灰石 ( A ) H p 是一种无毒且具有 良好 生 物相 容性材 料 , 目前公 认 的生 物 活性 材 料 , 用 是 多 于人体硬组织( 牙) 骨、 的修复和替换。但 由于其本 身具有力学性能低, 可靠性差的缺点 , 其应用受到 了限制。因此, 人们制备了各种各样的羟基磷灰石 复合材料 , 希望能提高其性能, 扩大其应用范围。 近年来 , 碳纳米管因其优异的电学、 学、 磁 力 学 等 性 能 , 公 认 为 一 种 超 强 的 一 维 增 强 材 被 料 。因此 , 通过羟基磷灰石与碳 纳米 管的复 合有望获得具有较高力学性 能, 至具 备特定功 甚 能性的复合材料。本文采用超声辅助湿法制备了
第 4期
徐 继明等 : 细胞 色素 C 无机 复合 纳米材料修 饰 电极 上 的 在
2 1 1 F I 分 析 . . rR
为 30×1 一m lL . 0 o 。 /
关键词 : 细胞色素 c羟基磷灰 石; ; 碳纳米管 ; p MWN HA / T复合材料
中图 分 类 号 : 6 7 0 5 文 献标 识 码 : A
细 胞色 素 c( y c 是一 种氧 化 还 原蛋 白质 , Ct ) 其 氧化 还原 中心 为一个 由多肽链 包 围的血 红 素 辅 基 。由于其在生命体 内担负着 电子传递 的功 能, 因而研究其在电极上的直接 电化学对于理解和认 识生命体 内的电子转移 机制具有 重要 意义。然 而, 由于 ct 电活性中心被蛋 白质分子的残基掩 yC 蔽 ,y C在裸 固体 电极 上 的 电化 学行 为 难 以 直接 Ct 观 察 。 自 17 97年 Hl等 人 ¨ 发现 4 4 i l , ’一联 吡 啶 可 以促 进 Ct y c在金 电极上 的 电化 学 行 为 以来 , 人 们 通过 选择 合适 的 电子促 进 剂 , 电极 表 面 进 行 对 化 学修饰 , 现 C t 实 y C与 电极 之 间直接 快速 的电子 传递L , 2 J从而对其在电极 表面上的电子转移机 ‘
基金项 目: 国家 自然科学基金 (07 0 9 资助项 目; 2 5 12 ) 江苏省教育厅 自然科学基金资助项 目
联 系人简介 : 徐继明( 9 8) 男, 16 ・ , 副教授 , 主要 从事生物 电分析研究。E i: um 8 o u cr ma xj6 @sh .o l n
维普资讯
收稿 日期 :060 -8 修 回日期:0 60 ・ 20 -50 ; 20 -91 9
C I 6B 电化 学 工作 站 ( H S , 电极 H 0 6 C IU A)三 工作系统: 玻碳电极或纳米 H p M T修饰的玻 A / WN 碳 电极 为工作 电极 , 丝为 对 电极 , 和甘 汞 电极 铂 饱 (C ) S E 为参 比 电极 ; 射 电 镜 (E L ,JM 一2 透 JO E , 10 ; V Vs1 外 一可 见 分 光 光 度 计 ( B , 0 ) U / i 6紫 9 G C A saa ; V T R 6 u ̄l ) A A A 30傅立 叶红 外光 谱 仪 ; Q一 i K 20 20超 声 波 清 洗 器 ( 南 巩 义 市 英 峪 予 华 仪 器 河 厂 )P S一 C型酸 度计 。 ;H 3 细胞色素 C C t , i a公司) 未经进一步 (yC S m g , 提纯直接使用。多壁碳纳米管经浓硝酸处理后使 用 。C ( O ), N )H O , H H 0 等试 剂 a N 32 ( H42 P 4 N 3・ 2 均为分析纯。所用 的水为二次蒸馏水 , 缓冲溶 液 为 0 1m l H 68的磷酸盐缓冲溶液。 .0 o Lp . / 所 有 实验 在 室 温 下 进 行 , 电化 学 实验 前 所 有 溶液均通氮除氧 , 测定在氮气氛下完成。
2延边 大 学理学 院化 学系 , . 2 30 ; 2 30
摘要 : 采用超声辅助湿法合成 的方法制备 了羟基磷灰石与碳纳米管( A / H p MWN 无机复合纳米材料 , 将其 T) 并 修饰到玻碳 电极表 面上 。研究 了细胞 色素 C( y C 在该复合纳米材料修饰电极表面上的 电化 学行为。实验 Ct ) 结果 表明 , 复合修饰材料对细胞色素 C有很好 的催 化作用 , 其氧化 还原峰峰差 ( E ) 7 V, 电位 为 1 A p 为 8m 式 5 m V。在 60× 0 一 . 1 m lL浓度范 围内, y C的峰电流与其 浓度呈 良好 的线 性关系 , 检测下 限 . 1 一 50× 0 o / Ct 其