氨基酸化学修饰电极的制备及其应用

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碳糊电极和化学修饰碳糊电极制备及应用综述_许文娟

碳糊电极和化学修饰碳糊电极制备及应用综述_许文娟
[ 8]
由于
CM CPE 的优点及特殊功能 , 使其在金属离子的分析 测定 方 面 有了 很 大发 展。常 测定 的 金 属离 子 有 Cu 、 Fe 、 Au 、 Pb 、 Mg 、 Cd 等。同样也可以 [ 24] 测定其它金属离子, 如测定矿样中的痕量钯 、 水 样中的银离子
[ 25] 2+ 2+ + 2+ 2+ 2+
[ 5 6]
; 可以借富集、 分离、 催化和选择等反应对众多
的物质进行分析测定。
收稿日期 : 2010 03 16 修改稿日期 : 2010 03 24

基金项目 : 山西省自然科学基金资助项目 ( 2009011015 2) 作者简介 : 许文娟 ( 1985- ), 女 , 山西大同人 , 中北大学在读硕士 , 师从焦晨旭副教 授 , 从 事化学修饰 碳糊电极的 制备及应 用研究。电话 : 15035171502 , E - m a i: l xuw en juan4329@ 126. com
[ 9 M CPE 在药物分析研究中得到了迅速发展。如诺 氟沙星的测定 , 诺氟沙星又称氟哌酸, 属于第三代喹 诺酮类抗菌药物
[ 19]
; 奥美拉唑的测定, 奥美拉唑应
用于十 二 指肠 溃 疡、 胃溃 疡、 反 流 性食 管 炎的 治 [ 20] [ 21] 疗 ; 洛哌丁胺 ( 一种止泻药 )的测定 等。 3 . 2 . 3 CMCPE 在环境监测中的应用 我国和其它 许多国家均将苯酚纳入环境监测物的黑名单中, 黎 国兰等利用 CTAB 蒙脱石修饰碳糊电极伏安法测定 [ 22] 废水中的苯酚 , 此法快速、 简便、 灵敏度也高 ; 还 可应用于土壤监测、 大气监测、 水质监测、 生物监测 等环境监测中 。 3 . 2 . 4 CM CPE 在金 属离子分 析中的应 用

MXene基超级电容器电极材料的制备与电化学性能研究共3篇

MXene基超级电容器电极材料的制备与电化学性能研究共3篇

MXene基超级电容器电极材料的制备与电化学性能研究共3篇MXene基超级电容器电极材料的制备与电化学性能研究1随着人们对于无线电子产品的需求越来越高,电容器这种能够存储电荷的器件就显得格外重要。

近些年来,MXene基超级电容器电极材料在电容器领域中备受瞩目,因其高电导率和大的比表面积而被认为是一种有前途的电极材料。

MXene是一类具有极高导电性和良好的机械韧性的二维材料,在MXene中的极性化学官能团使其具有极高的表面积。

在此基础上,MXene基超级电容器电极材料的制备与电化学性能研究已经成为研究人员们的热点之一。

MXene基超级电容器电极材料的制备主要采用水解或氧化剂的化学反应,将MXene制成大小不同而多孔的结构;或通过物理蚀刻的方式,用激光或电子束在MXene表面定位刻蚀出微小孔洞。

在制备过程中,要控制好反应条件,如PH值和反应温度等参数,以使得制得的MXene基超级电容器电极材料具有更好的电化学性能。

关于MXene基超级电容器电极材料的电化学性能研究,主要首先关注其比电容和能量密度等性能指标,以探究其在电容器领域中的优势。

实验发现,MXene具有很高的比电容和能量密度,这使得其在超级电容器领域具备很好的潜力。

同时,在稳定性和循环寿命等方面也表现出了较好的性能,具有很强实用价值。

总的来说,MXene基超级电容器电极材料的制备和电化学性能研究已经得到了很大的发展和突破。

但是要想将其真正应用于商业化生产中,还需进行更深入的探究和完善。

未来,通过不断进行研究和改进,MXene基超级电容器电极材料的应用必将进一步拓展,为无线电子产品的发展提供更好的支持综上所述,MXene基超级电容器电极材料作为一种新型电化学能量储存材料,具有制备简单、比电容高、能量密度大、稳定性好、循环寿命长等优良性能。

其在无线电子产品等领域的应用前景广阔,但仍需继续深入研究和完善,以促进其商业化生产的进一步发展MXene基超级电容器电极材料的制备与电化学性能研究2MXene基超级电容器电极材料的制备与电化学性能研究电化学超级电容器是未来节能环保的关键技术之一,因为它们能够在几秒钟内存储和释放大量的电能。

JACS最新综述:电化学方法修饰多肽及蛋白质

JACS最新综述:电化学方法修饰多肽及蛋白质

JACS最新综述:电化学方法修饰多肽及蛋白质电化学在多肽和蛋白质修饰方面的应用是一个迅速发展的领域。

温和的反应条件和氧化还原化学基本形式的固有可调谐性使其成为一种强大的和使能的技术。

目前的方法已经开发了小分子试剂和催化剂的电活性,电助剂,并选择固有功能来修饰肽和蛋白质底物。

基于此,悉尼大学Richard J. Payne和澳大利亚国立大学Lara R. Malins围绕电化学方法修饰多肽和蛋白质主题在Journal of the American Chemical Society上发表综述文章。

题目为“Electrochemistry for the Chemoselective Modification of Peptides and Proteins”。

该综述将展示最近发展的多肽和蛋白质修饰的电化学方法;强调了生产均质修饰生物分子的大量未开发的机会;着眼于实现电化学在化学选择性生物偶联化学中的巨大潜力。

主要的修饰方法:(1)间接电化学方法修饰肽和蛋白质;(2)使用电子辅助设备和(3)特异性蛋白质残基电化学修饰肽和蛋白质。

图1. (A)标准化电化学电池. (B)基本电化学装置。

(C)电化学中的常见定义。

(D) pH值为7或*pH值为8.2时,关键蛋白原氨基酸vs NHE 的氧化还原电位。

图2. 小分子试剂电化学激活激活酪氨酸多肽和蛋白质修饰:(A) e-Y-Click反应,(B) e-Y-Click反应,(C)吩噻嗪修饰。

展望:到目前为止,大多数工作都是在有机溶剂和使用恒流电解对小的疏水肽进行的。

因此,系统地探索在水溶剂中现有和新的修饰技术和全套蛋白质原氨基酸侧链的兼容性,以确保在广泛底物上的最大适用性,是该领域的下一步关键。

虽然操作上比较复杂,但也应该探索使用分裂电池设置和恒压电解,因为这些反应设置可以提供改进的控制和可调性,从而提高选择性。

现有方法中广泛使用的电极配置强调了筛选各种电极材料的关键重要性,以探测反应的选择性和最大限度地提高产量。

巯基乙酸自组装膜修饰金电极的制备与电化学表征

巯基乙酸自组装膜修饰金电极的制备与电化学表征

巯基乙酸自组装膜修饰金电极的制
备与电化学表征
巯基乙酸自组装膜修饰金电极的制备与电化学表征,是将巯基乙酸通过自组装的方法,以其分子间相互作用形成一层结构稳定的膜,直接分子层覆盖在金电极上。

1. 巯基乙酸膜的制备:将巯基乙酸溶液加入溶液管内,同时加入足量的甲醇(或乙醇),在室温条件下,对该溶液进行搅拌,使巯基乙酸发生氧化还原反应而形成膜。

2. 金电极修饰:将金电极放入带有巯基乙酸自组装膜的溶液中,在室温下,搅拌半小时,使膜牢固的覆盖在金电极上,形成巯基乙酸修饰的金电极。

3. 电化学表征:将修饰好的金电极放入电池槽中,添加高纯度的磷酸盐缓冲液,在0.5V-1.0V之间扫描,观察电极表面的电化学活性表现出来的开峰电流,以评估电极的性能。

氨基酸的分类特点及理化性质

氨基酸的分类特点及理化性质

1
2
氨基酸的结构
甘氨酸 Glycine 丙氨酸 Alanine 缬氨酸 Valine 亮氨酸 Leucine
脂肪族氨基酸
1
2
氨基酸的结构
甘氨酸 Glycine 丙氨酸 Alanine 缬氨酸 Valine 亮氨酸 Leucine 异亮氨酸 Ileucine
要求: 能倒背
不用的字母
JUZBOX
L-氨基酸的基本结构
C
H
H2N
COOH
R
α碳原子,不对称碳原子
侧链
二十种氨基酸除Gly外全是L-型。 Pro呢?
残基:在肽链中氨基酸之间脱去一个水分子,脱水后的残余部分叫残基(residue), 因此蛋白质肽链中的氨基酸统统是残基形式。
Chiral carbon
脂肪族氨基酸
亚氨基酸
氨基酸的结构
甘氨酸 Glycine
丙氨酸 Alanine
缬氨酸 Valine
亮氨酸 Leucine
异亮氨酸 Ileucine
脯氨酸 Proline
含硫氨基酸
氨基酸的结构
甘氨酸 Glycine
丙氨酸 Alanine
缬氨酸 Valine
亮氨酸 Leucine
异亮氨酸 Ileucine
脯氨酸 Proline
甲硫氨酸 Methionine
含硫氨基酸
氨基酸的结构
甘氨酸 Glycine
丙氨酸 Alanine
缬氨酸 Valine
亮氨酸 Leucine
异亮氨酸 Ileucine
脯氨酸 Proline
甲硫氨酸 Methionine
半胱氨酸 Cysteine
氨基酸的结构
苯丙氨酸 Phenylalanine

铜离子在聚L-谷氨酸修饰玻碳电极上的电化学行为研究

铜离子在聚L-谷氨酸修饰玻碳电极上的电化学行为研究
i3 实验方 法 .
1 实 验 部分
1 1 主要仪 器与试 剂 .
[ 收稿 日期]0 0— 3 1 21 0 — 4
[ 基金项目] 重庆文理学院学生科研项 目( Y 08 0 ) X 20 0 7 .
将 三 电极 体 系 浸 入 p 值 为 6 8 H . 6的 空 白
[ 作者简 介] 郭朝中( 97一)男 , 18 , 重庆万州人 , 硕士 , 主要从 事电化学及 电分析化学方面的研究
极制备 简 单 , 现性 和稳 定 性 较 好 , 干 扰 能 力 重 抗
强, 对铜离子进行 了测定 , 结果较令人 满意.
V V. gA C ) (SA / g1 电位范 围内, 5 V s 以 0m / 扫描速
度循 环 扫 描 2 0周 , 出 , 水 冲洗 电极 , 制得 取 用 即 聚 L一谷 氨酸修 饰玻 碳 电极 ( L—Gu G E . l/ C )
余试剂 皆为分析 纯 , 验用水 为超 纯水 . 实 12 聚 L一谷氨 酸修 饰玻碳 电极 的制备 _ . 0
将 玻碳 电极 ( = m) 2 m 分别 经 细 金相 砂 子 打磨 , 光粉 抛 光 , 抛 电化 学 活 化 和 超声 洗 涤 后 置
于富含 5×1 m l L L一谷 氨酸和 2 5x 0 o/ 的 .
[ 摘
要 ] 用循 环伏 安 法制 备 了聚 L一谷 氨酸修 饰 玻碳 电极 , 究 了铜 离子在 该修 饰 电极上 采 研
的 电化 学行 为 , 并提 出了一 种新 的 用 于检 测铜 离子 的 方 法. p 在 H值 为 6 8 .6的混 合 磷 酸 盐缓
Hale Waihona Puke 冲溶液中, 离子的阳极氧化峰 电流与其浓度在 1 1 ~ ~ ×1 m lL 铜 ×0 1 0 o 范围内呈较好的线 / 性关 系, 相关系数为0 99 , 出限为O 1 m lL 实验结果表 明, .9 检 5 .no . / 该修饰 电极制作简便 , 重复

用于酶电催化还原的氧化还原酶电极及其制备方法和其酶电反应器

用于酶电催化还原的氧化还原酶电极及其制备方法和其酶电反应器酶电催化还原是指利用酶作为催化剂,将底物在电极表面还原的过程。

酶电催化还原的氧化还原酶电极是一种能与酶特异性结合并能支持酶活性且具有优良导电性能的电极材料。

制备方法通常包括酶固定化、电极修饰和电极修复等步骤。

酶电反应器则是由酶电极和电化学系统组成的工作装置,主要用于电催化还原反应的实施。

一、酶电极的制备方法1.酶固定化:常见的酶固定化方法有吸附法、共价键合法和交联法等。

其中,吸附法是指将酶溶液直接滴在电极表面,待溶液蒸发后,以吸附方式固定酶分子。

共价键合法是指通过化学反应将酶与电极表面上已经引入的官能团结合起来。

交联法是通过交联剂将酶与电极表面化学固定,提高酶的稳定性和保持活性。

2.电极修饰:电极修饰是为了提高酶的电催化活性和电化学反应效率。

常用的电极修饰方法有导电聚合物修饰和纳米材料修饰。

导电聚合物修饰是指将具有导电性的聚合物涂覆在酶固定化电极表面,增强电极的导电性能和载流子传递速率。

常见的导电聚合物有聚苯胺、聚噻吩等。

纳米材料修饰则是将纳米材料与酶电极结合,可以提供更大的表面活性区域和增加酶的电活性。

3.电极修复:电极修复是为了恢复酶的活性和电化学性能。

常用的电极修复方法有热处理、化学修复和电化学修复等。

热处理是通过加热酶电极,使其失活的酶分子得以解开并恢复到活性状态。

化学修复是通过化学物质对酶电极进行修复,常见的修复剂有还原剂、氧化剂等。

电化学修复是通过在电极表面施加正负偏压,利用电化学反应恢复酶的活性。

二、酶电反应器的构建酶电反应器是酶电极与电化学系统组合在一起,用于实现电催化还原反应。

酶电反应器的主要组成部分有电极、反应池、电解质溶液、溶液混合装置和连接线等。

1.电极:电极是酶电反应器的主要工作部分,一般选择具有良好导电性和稳定性的材料作为电极,如玻碳电极、金电极等。

2.反应池:反应池是盛装反应试剂的容器,通常为扁平形状,以便接触面积大,提高反应效率。

甲醛在脯氨酸膜修饰电极上的电催化氧化

膜 的 电 化 学 性 质 及 其 对 甲 醛 的 催 化 氧 化 . 电 极 催 化 稳 定 性 良好 , Na 该 在 OH 溶 液 中 , 杂 Ni( ) 掺 兀 后 的 脯 氨 酸 膜 修 饰 电 极 对 甲醛 和 乙 醇 的 氧 化 均 有 一 定 的 催 化 活 性 , 对 甲 醛 的 催 化 活 性 更 佳 但
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28 0
电 化 学
20 正 02
按 文献 [ ] 1 制作 石 英 比 色 皿 型 光 谱 电 化 学 池 , 盛入 浓 度 为 2×1 mo ・ 。p 0 l L_ , H=6 6的 . 脯 氨 酸 溶 液 , 电位 下 进 行 紫 外 光 谱 测 试 , 隔 1mi 恒 每 n记 录 一次 A一 曲线 . 在含 有 甲 醛 或 甲醇 、 乙醇 的 Na OH 溶 液 中 , 0~1 0 V 电位 区 间 内 , 循 环 伏 安 法 研 究 于 . 用
该 修 饰 电极 的 电催 化 作 用 .
2 结 果 与 讨 论
2 1 脯 氨 酸 膜 修 饰 电 极 制 备 .
图 1为脯 氨 酸 ( 结 构 式 / \ o ) 其 /


在 P S ( H:6 6 溶 液 中 , 玻 碳 电极 上 发 生 氧 化 B p .) 于
N H
O H
+KC 的 中性 溶 液 中 , 0 . 内循 环 扫 描 5 ri, 1 在 ~0 6 V n 由此 而 得 P oNi Ⅱ) G 电极 a r ( / C
收 稿 日期 :0 11 —4 修 订 日期 :0 20 —8 2 0 —02 , 2 0 —12
* 通 讯 联 系 人 ,T l( 65 1 一7 5 5 e: +8 —3 )2 6 9 4 基 金 项 目 : 东 省 自然 科 学 基 金 ( 2 0 B 9 资 助 项 目 山 Y 00 0 )

氨基酸的分析方法综述

氨基酸的分析方法综述曾念辉(江西万安实验中学)摘 要:氨基酸电分析研究是生命科学中令人关注的课题。

本文就各种氨基酸的分析化学研究的最新进展进行了综述。

关键词:氨基酸 分析方法 综述0 前言氨基酸是生物体中重要的生命物质,是组成酶和蛋白质的基本单元。

作为小分子,氨基酸对生物大分子的活性及其生理功能起着极为重要的作用;作为配体,它可与多种金属离子配位,为研究抗肿瘤、抗癌药物提供信息。

各种氨基酸在生物体中具有不同的生物功能,如生物体中的色氨酸与脑的正常代谢有密切的关系,L一半胱氨酸能增强生物体的抗病能力,因此,准确灵敏地测定食物、药品和生物样品中氨基酸的含量具有十分重要的意义。

目前,对氨基酸的分析测定多采用离了交换色谱(IEC)、高效液相色谱(HPLC)或气相色谱(GC)等仪器,这些仪器所用的检测器包括紫外可见光谱吸收、荧光、化学发光等。

然而,由于多数氨基酸的紫外可见光谱的吸收极弱,自身又无荧光,因此不能直接检测。

通常需要衍生化处理来提高检测的灵敏度和选择性。

电化学方法以其简单、灵敏、无放射、无污染等特点越来越受到人们的关注。

本文对近年来各种化学方法分析氨基酸已获得的进展进行评述。

1 氨基酸的直接电化学分析对于胱氨酸、半胱氨酸、酪氨酸等电活性的氨基酸一般采用直接电分析法。

使用循环伏安法可以直接测定L-半胱氨酸,在pH值小于7的磷酸盐缓冲溶液中,在金电极上于0.96V处有一氧化峰,在-0.75V左右有一还原峰,氧化峰和还原峰的峰电流的大小与半胱氨酸的浓度成正比。

有研究报道,不经衍生化处理,可以直接检测色氨酸和酪氨酸的含量,分别置聚酰胺修饰的碳糊电极于以0.2mol/LHCl-C H3COONa(p H=3.0)为底液的色氨酸和酪氨酸溶液中,从0.5V- 1.50V进行循环伏安扫描,色氨酸和酪氨酸分别在0.94V和0.92V 呈现一个稳定的氧化峰,随扫描次数的增多,两个氧化峰的峰电流都减小,结合2.5次微分技术,色氨酸和酪氨酸的检测限可达到0.024mol/L和0.034mol/L,相对标准偏差分别为5.2%和7.%。

碳纳米管在电化学中的应用

碳纳米管在电化学中的应用【摘要】对碳纳米管修饰电极的制备方法、应用以及碳纳米管修饰电极的发展趋势作比较全面的综述。

【关键词】碳纳米管;化学修饰电极Application of the Carbon nanotube inelectrochemistryAbstract The methods of preparation, applications and developing trends of carbon nanotube modified electrodes in the field of electrochemistry were reviewed.Key words Electrochemistry Carbon nanotube modified electrodes碳纳米管,又名巴基管(buckytube),是1991年由日本科学家饭岛澄男(Sumio Iijima)在高分辨透射电镜(HRTEM)下发现的一种针状的管形碳单质。

它以特有的力学、电学和化学性质,以及独特的准一维管状分子结构和在未来高科技领域中所具有的潜在应用价值,迅速成为化学、物理及材料科学等领域的研究热点。

目前,碳纳米管在理论计算、制备和纯化生长机理、光谱表征、物理化学性质以及在力学电学、化学和材料学等领域的应用研究方兴未艾,在一些方面已取得重大突破。

碳纳米管(CNT)的发现,开辟碳家族的又一同素异形体和纳米材料研究的新领域。

由于CNT具有良好的导电性、催化活性和较大的比表面积,可使过电位大大降低及对部分氧化还原蛋白质能产生直接电子转移现象,因此被广泛用于修饰电极的研究。

碳纳米管在作为电极用于化学反应时能促进电子转移。

碳纳米管的电化学和电催化行为研究已有不少报道。

1碳纳米管的分类CNT属于富勒碳系,管状无缝中空,具有完整的分子结构,由碳六元环构成的类石墨平面卷曲而成,其中每个碳原子通过sp2杂化与周围3个碳原子发生完全键合,各单层管的顶端有五边形或七边形参与封闭。

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氨基酸化学修饰电极的制备及其应用王春燕;李云辉;田坚【摘要】氨基酸化学修饰电极因其电化学响应大,稳定性好且制备简单,引起了人们广泛的研究兴趣,发展非常迅速.本文介绍了近年来氨基酸化学修饰电极的制备及其应用情况,并对氨基酸化学修饰电板的发展趋势作了展望.%Amino acids chemical modified electrodes have received great attention in recent years as they have some merits such as fast response, good stability, low cost and fabrication simplicity. This paper introduced the recent research progress including its preparation methods and applications. the Development prospect of amino acids chemical modified electrode was also disscussed.【期刊名称】《长春理工大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2011(034)001【总页数】4页(P150-153)【关键词】化学修饰电极;氨基酸;制备;应用【作者】王春燕;李云辉;田坚【作者单位】吉林工程技术师范学院,食品工程学院,长春,130052;长春理工大学,长春,130022;长春理工大学,长春,130022;长春理工大学,长春,130022【正文语种】中文【中图分类】O652化学修饰电极通过人为地对电极表面进行分子设计,将具有优良化学性质的分子、离子和聚合物等固定在电极表面,使电极具有特定的化学和电化学性质,在其上可进行所期望的反应[1]。

化学修饰电极丰富了电化学的电极材料,扩展了电化学的应用范围。

其中氨基酸化学修饰电极因其电化学响应大,稳定性好且制备简单,引起了人们广泛的研究兴趣,发展非常迅速。

本文对氨基酸化学修饰电极的研究现状和最新进展进行了简要论述。

氨基酸(除脯氨酸)是带有氨基的有机酸,是生物体的最基本物质,它由一个氨基(-NH2)、一个羧基(-COOH)、一个氢原子和一个R基团所组成:R基团通常是氨基酸的侧链。

自然界存在20种氨基酸,这20种氨基酸的侧链在大小、形状、电荷、形成氢键的能力和化学活性方面都存在着差异。

因含有氨基和羧基两种官能团,氨基酸具有许多独特的性质[2]。

利用化学或电化学方法将各种氨基酸修饰到电极表面,可制成氨基酸化学修饰电极。

1 氨基酸化学修饰电极的制备目前氨基酸化学修饰电极的制备方法有多种,其中最常用的制备方法是自组装(SA)膜法和电化学聚合法。

1.1 SA膜法SA膜是使用含有各种活性官能团(如-COOH、-SH、-S-S、-OH、-CN等)的分子,以化学键形式与相应的基底(Au、Ag、Cu、Hg、Pt、Si等)相互作用而形成自组装膜[3]。

半胱氨酸具有良好的电化学活性,同时含有活泼的巯基(-SH),很容易形成Au-S、Ag-S键吸附在金、银电极表面,形成一层有序的单分子修饰层。

动力学研究表明[4]:半胱氨酸在金电极表面自组装成膜分两步:第一步为吸附过程,此过程很快,在较短的时间内,膜的自组装就可完成80%~90%,这一过程受半胱氨酸活性基团与金电极表面的反应速度控制;膜自组装完成时间与半胱氨酸的浓度有关,浓度越大,组装越快。

第二步为表面膜的重组过程,即从无序排列到规则排列,形成二维薄膜,这一过程时间较长,与组装膜的混乱度,链上不同基团在金电极表面的移动性能有关。

这两步反应都是放热反应。

Au-S化学键的键能大约为177KJ/mol,这种强的键合作用使得半胱氨酸在金电极表面的吸附有很大的优越性:一是抗干扰能力强,很少有其它基团能与之竞争,因而保证了这种吸附的选择性;二是修饰膜的稳定性良好,不易被水和有机溶剂溶解洗脱,对酸和碱有较强的抵抗能力[5]。

在组装过程中还可伴随掺杂、嵌入等方法的使用,如:将对四甲氧基苯基卟啉滴加在半胱氨酸修饰金电极表面,然后放入含Cu(NO3)2的H2SO4溶液中进行电化学循环扫描,可制得铜卟啉/半胱氨酸复合膜修饰电极[6]。

将半胱氨酸修饰金电极浸泡在纳米银溶胶中可制得纳米银/半胱氨酸复合膜修饰电极[7]。

1.2 电化学聚合法电化学聚合法制备各种氨基酸化学修饰电极简单方便,一般是将氨基酸单体加入到支持电解液中,在电化学氧化的条件下进行聚合。

该方法的特点是:电极表面氨基酸薄膜稳定,不易脱落,通过对电化学聚合条件的控制可以决定氨基酸薄膜的厚度。

目前已报道的用于电化学聚合法制备化学修饰电极的氨基酸有:半胱氨酸、赖氨酸、甘氨酸、组氨酸、谷氨酸、精氨酸、脯氨酸、丝氨酸、色氨酸、异白氨酸、天冬氨酸等。

同时还可以掺杂、共聚其他物质,如以多壁碳纳米管作为掺杂剂,在玻碳电极上通过电化学聚合的方法可制备聚半胱氨酸/多壁碳纳米管复合膜修饰电极[8]。

掺杂Ni(II)后的脯氨酸[9]和组氨酸[10]复合膜修饰电极对甲醛的氧化均有一定的催化活性。

2 氨基酸化学修饰电极的应用氨基酸化学修饰电极制备简单,稳定性好,选择性和灵敏度高,在金属离子、有机污染物及生物样品分析等方面显示了独特的优越性,近年来倍受青睐。

2.1 研究电化学催化机理不同的氨基酸化学修饰电极在测定不同的物质时,其催化机理是不同的。

例如,半胱氨酸修饰金电极可检测痕量Cu2+,是因为半胱氨酸与Cu2+有较强的螯合作用[11]。

同样,组氨酸分子中侧链咪唑环上的吡啶氮和氨基上的氮以及羰基氧均与Cu2+有较强的螯合作用,因此组氨酸修饰金电极可用于测定Cu2+,通过戊二醛偶联的方式将组氨酸修饰到金电极表面,使组氨酸分子与金电极表面有一定的距离,一方面便于减小空间位阻,另一方面可以使被连接的组氨酸分子有合适的空间取向及运动灵活度,更加有效地配位结合Cu2+[12]。

半胱氨酸微银修饰电极对血红蛋白具有明显的电催化作用是因为血红蛋白的电活性中心是辅基血红素中的铁原子,可与半胱氨酸相结合,从而加快血红蛋白和电极间的电子传递速率,促进血红蛋白的氧化还原反应[13]。

利用原子力显微镜对聚谷氨酸修饰电极进行表征,发现聚谷氨酸以纳米纤维状的三维结构吸附在玻碳电极表面,这种网状结构在溶液中很容易膨胀,非常有利于检测物的电子传输[14]。

甘氨酸修饰玻碳电极在磷酸盐缓冲溶液(pH=7.0)中有一不可逆的氧化峰,反扫时没有观察到明显的还原峰,说明甘氨酸的氨基失去一个电子变成相应的阳离子自由基,而这些阳离子自由基在玻碳电极表面形成了碳氮键。

这一过程与氨基化合物在玻碳电极上的聚合过程相似,扩散速率和立体效应是影响它们在玻碳电极上固定的最重要的因素[15]。

2.2 金属离子及有机污染物检测利用半胱氨酸修饰金电极检测河水和海水中痕量Cu2+,检出限达到3.9×1010mol/L[16]。

半胱氨酸修饰金电极对Se(IV)具有明显的电催化作用,利用线性扫描伏安法对Se(IV)进行定量检测,线性范围为1.0×108~1.0×106mol/L,检出限为1.0×109mol/L,可用于北芪样品中痕量硒的测定[17]。

此外,半胱氨酸修饰银电极可用于Zn2+测定[18]。

聚赖氨酸/聚苯乙烯磺酸钠复合膜修饰汞电极可以检测河水中痕量Cu2+、Pb2+、Cd2+,不受有机污染物的影响。

半胱氨酸修饰金电极可用于有机污染物的测定,如对酚类(对氨基酚、邻苯二酚、对苯二酚、米吐尔等)的测定,方法灵敏、准确,灵敏度高,可用于实际样品测定。

聚赖氨酸修饰玻碳电极可用于测定三嗪染料活性蓝F3GA[19]及 4-硝基苯酚[20]。

2.3 生物样品分析目前关于氨基酸化学修饰电极测定多巴胺和肾上腺素的报道较多。

如利用恒电位聚合法在石墨充蜡电极表面共价键合单分子层谷氨酸,制备聚L-谷氨酸/石墨充蜡修饰电极,可用于多巴胺的测定[21]。

聚半胱氨酸/多壁碳纳米管复合膜修饰电极用于多巴胺的测定,可排除抗坏血酸的干扰,灵敏度高[8]。

二茂铁/半胱氨酸修饰电极对肾上腺素有很好的催化作用,峰电流与肾上腺素浓度在较宽的范围内呈现良好的线性关系,其可能的催化机理为:二茂铁在此反应体系中作为电子媒介体催化肾上腺素氧化为肾上腺素醌,然后还原态的二茂铁在电极上氧化,产生的氧化峰电流随着肾上腺素浓度的增大而增大,氧化态的二茂铁立即又被肾上腺素还原,所以在肾上腺素存在下,二茂铁/半胱氨酸修饰电极的氧化电流增大,还原电流减小[22]。

聚赖氨酸修饰电极在抗坏血酸共存时可测定肾上腺素,具有良好的灵敏度、选择性,已用于针剂样品分析[23]。

聚精氨酸修饰电极可以在大量抗坏血酸和尿酸存在下同时测定多巴胺和肾上腺素,选择性好[24]。

此外,组氨酸修饰银电极对细胞色素C、肌红蛋白和血红蛋白的氧化还原都有促进作用[25]。

聚甘氨酸修饰电极可以增强鸟嘌呤和8-羟基脱氧鸟嘌呤核苷在电极表面的吸附,同时加快二者在电极表面的电子传输,用该电极同时检测鸟嘌呤和8-羟基脱氧鸟嘌呤核苷,灵敏度大大提高[26]。

戊二醛偶联聚赖氨酸修饰玻碳电极可用于检测药物中碘化物,通过在-0.8 V富集疱疹净,可间接检测尿中疱疹净的含量[27];戊二醛偶联聚谷氨酸修饰玻碳电极可用于尿中阿莫西林的检测[28]。

聚丝氨酸修饰电极对酪氨酸和雌二酮有明显的电催化作用,可实现对二者的灵敏检测[29]。

在聚色氨酸修饰电极上,利用示差脉冲伏安法和循环伏安法分别对盐酸氨溴索[30]和氧氟沙星[31]进行了测定,具有检测范围宽,检测限低等特点。

3 结论与展望综上所述,氨基酸具有特定结构和功能,展示出丰富多彩的表面和界面性质,通过对电极材料的表面修饰,为构建新型的化学修饰电极提供了新的途径。

关于氨基酸化学修饰电极的研究和应用越来越多。

氨基酸化学修饰电极的研究和应用取得了一些成果,但也存在一定的局限性,如目前测定的物质种类有限,主要集中在一些电活性小分子或离子,对更多的目标物质进行测定是今后研究的方向;同时氨基酸化学修饰电极应用于实际样品的分析仍然有一定困难,也是今后研究的一个方向;另外,怎样进一步提高氨基酸化学修饰电极的活性、稳定性,并更好地排除干扰物质的影响,也是今后研究的一个方向。

在未来的发展中,学科之间的交叉、联合趋势更加明显,如何使氨基酸化学修饰电极与其它方法相结合,实现更加方便、快速地在线分析或现场分析也是其研究方向之一。

参考文献[1]董绍俊,车广礼,谢远武.化学修饰电极[M].北京:科学出版社,2003. [2]古练权,许家喜,段玉峰.生物化学[M].北京:高等教育出版,2000:33. [3]李海英,张浩力,张锦,等.新型偶氮苯硫醇衍生物自组装膜的制备与结构表征[J].物理化学学报,1999,15:198.[4]Brust M,WalkerM,BethellD,etal.Self-diffusionofneon in water by 21Ne NMR[J].J Am Soc Chem Commun,1994,116:801-802.[5]Ulman A.Formation and structure of self-assembled monolayers [J].Chem Rev,1996,96:1533-1554.[6]徐肖邢.铜卟啉-L-半胱氨酸自组装复合膜修饰电极的制备及电化学性能研究[J].化学研究与应用,2004,16(5):632-636.[7]王广凤,李茂国,阚显文,等.纳米银/半胱氨酸修饰金电极的制备及对苯二酚的测定[J].应用化学,2005,22(2):168-173.[8]马曾燕,李将渊,向伟.多巴胺在聚L-半胱氨酸/多壁碳纳米管修饰电极上的电化学行为及其伏安测定[J].应用化学,2009,26(2):224-228.[9]马玉荣,杨秋霞,李国宝,等.甲醛在脯氨酸膜修饰电极上的电催化氧化[J].电化学,2002,8(2):207-212.[10]贾晶晶,张国荣.聚组氨酸-镍复合膜电极对甲醛的电催化氧化[J].化学传感器,2007,27(1):49-53.[11]廖文利.化学修饰电极的制备及其应用研究[D].西南大学,2009. [12]李昌安,葛存旺,刘战辉,等.戊二醛偶联组氨酸修饰金电极测定铜离子的研究[J].传感技术学报,2003,16(4):477-485.[13]顾凯,朱俊杰,陈洪渊.血红蛋白在L-半胱氨酸微银修饰电极上的电化学行为[J].分析化学,1999,27(10):1172-1174.[14]Santos D P,Zanoni M V B,Bergamini M F,et al.Poly(glutamic acid)nanofibre modified glassy carbon electrode:characterization by atomic force microscopy,voltammetry and electrochemical impedance [J].Electrochimica Acta,2008,53:3991-4000.[15]王艳玲,刘海燕,张国荣.多巴胺在聚甘氨酸化学修饰电极上的催化氧化及其痕量测定[J].化学传感器,2002,42(1):44-51.[16]Liu A,Chen D,Lin C,et al.Application of cysteine monolayers forelectrochemical determination of sub-ppb copper(II)[J].Anal Chem,1999,71(8):1549-1557.[17]杨培慧,颜丽,汤绮娜,等.L-半胱氨酸自组装膜电极对硒的电催化及分析应用[J].分析化学,2004,32(4):507-510.[18]万其进,杨年俊.L-半胱氨酸自组装膜电极上锌离子的电化学行为及分析应用[J].化学研究与应用,2008(4):78-83.[19]Viana E,Pereir F,Zanoni M.Electrochemical reduction and determination of Cibacron Blue F3GA at poly-L-lysine modified glassy carbon electrode[J].Dyes and Pigments,2006,71:145-152.[20]LuzR,DamosF,OliveiraA,et al.Voltammetric determination of 4-nitrophenol at a lithium tetracyanoethylenide(LiTCNE)modified glassy carbon electrode[J].Talanta,2004,64:935-942.[21]林祥钦,晋冠平,崔华.聚L-谷氨酸/石墨充蜡修饰电极测定多巴胺[J].分析化学,2002,30(3):71-275.[22]邓湘辉,阚显文,尉艳,等.二茂铁/L-半胱氨酸修饰电极的电化学行为及电催化性能[J].物理化学学报,2005,21(12):1399-1402.[23]马心英.聚赖氨酸修饰电极在抗坏血酸共存时测定肾上腺素[J].化学研究与应用,2008,20(8):980-983.[24]马伟,孙登明.聚L-精氨酸修饰电极存在下同时测定多巴胺和肾上腺素[J].分析化学,2007,35(1):66-70.[25]Li G,Chen L,Zhu J,et al.Histidine modified electrode and its application to the electrochemical studies of hemeproteins[J].Electroanalysis,1999,11(2):139-142.[26]李艳芬,张晶晶,赵倩,等.鸟嘌呤和8-羟基脱氧鸟嘌呤核苷在聚甘氨酸修饰电极上的电化学行为及其同时测定[J].化学传感器,2009,29(1):42-48. [27]Pereira F,Fogg A,Ugo P,et al.Determination of iodide and idoxuridine at a glutaraldehyde-cross-linked polylysine modified glassy carbon electrode[J].Electroanalysis,2005,17(14):1309-1316. [28]Santos D,Bergamini M,Zanoni M.Voltammetric sensor for amoxicillin determination in human urine using polyglutamicacid/glutaraldehyde film[J].Sensors and Actuators B,2008,133:398-403.[29]Song J,Yang J,Hu X.Electrochemical determination of estradiol using a poly(L-serine)film-modified electrode[J].J Appl Electrochem,2008,38:833-836.[30]金根娣,陈兰兰,胡效亚.D-色氨酸修饰电极测定盐酸氨溴索的研究[J].药物分析杂志,2008,28(12):2125-2128.[31]范向明,何晓英,张艳.氧氟沙星在聚L-色氨酸修饰电极上的电化学行为及测定[J].化学研究与应用,2010,22(3):335-338.。

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