论文摘要
构成生物体新陈代谢的几乎全部化学反应都是在活性蛋白质—酶的催化下进行的,生物体中最基本的运动便是电荷的运动,细胞色素C（Cytochrome C, Cyt.c）承担了呼吸链上重要的电子传递作用。在生物体内需要依靠其氧化还原酶的作用进行可逆的氧化还原反应,但在金属,如Hg、Pt、Au、Ag等电极上的电化学反应却是不可逆的,需要在一类称作电子传递促进剂（Promoter）或媒介体（Mediator）的存在下才能进行直接的电子传递。本文主要应用分子自组装技术制备了2-氨基乙硫醇（2-aminoethanethiol,简称2AT）修饰的金电极,采用循环伏安（Cyclic voltammetry,CV）,石英晶体微天平（Quartz crystal microbalance, QCM）,拉曼光谱（Raman spectroscopy）,电化学交流阻抗（Electrochemical impedance spectra, EIS）等方法对自组装膜进行了表征,并测定了Cyt.c在修饰电极上的循环伏安行为。实验结果证明,Cyt.c在2-氨基乙硫醇修饰电极上可进行直接的电子传递。结合电化学石英晶体微天平技术（EQCM）对修饰膜的研究,探讨了可能的电子传递反应机理。此外,还利用层层组装技术将Cyt.c和2-氨基乙硫醇共同固定到金电极表面,制备了Cyt.c/2AT/Au修饰电极,测定了修饰电极在磷酸盐缓冲溶液（PBS）中的电化学行为,并与细胞色素C在2AT/Au修饰电极上的电化学行为进行了比较。结果表明,Cyt.c在2AT修饰的金电极上发生了明显的氧化还原反应;20mV/s的扫速下,其氧化还原峰电位分别为48mV和-7mV,峰峰电位差为55 mV,式量电位E0’约为20.5mV;而Cyt.c/2AT/Au修饰电极在磷酸盐缓冲溶液（PBS）中虽也出现一对明显的氧化还原电流峰,但其峰形不如前者。离子液体（Ionic liquids）是在室温或稍高于室温的温度下呈液态的离子体系。它具有熔点低、蒸气压小、电化学窗口大、良好的溶解度、热稳定性好、粘度和密度大等特点,是一种绿色环保的溶剂。近年来,已在电化学、有机合成及分离分析等技术领域迅速得到应用。生物分子在离子液体中不会失活,是研究生物分子电化学行为的良好介质。在参考相关文献资料的基础上,制备了咪唑类亲水性离子液体和疏水性离子液体﹑吡啶类亲水性离子液体和疏水性离子液体以及季胺盐离子液体,并利用核磁共振测试技术对制得的离子液体进行了表征。将离子液体滴加到玻碳电极上制得修饰电极,测定了修饰电极在细胞色素C溶液中的循环伏安行为,并利用电化学交流阻抗谱技术对其电化学反应过程进行了原位测定,结合阻抗谱拟合的等效电路对离子液体促进细胞色素C电子传递的反应机理进行了探讨。结果表明,无论是亲水性还是疏水性的咪唑类离子液体修饰的玻碳电极均能对Cyt.c的电子传递产生良好的促进作用,说明改变阴离子对离子液体修饰电极性能的影响不大;而细胞色素C在季胺盐修饰的玻碳电极上没有发生明显的电子传递反应,说明含季胺阳离子的离子液体不能对细胞色素C的电子传递反应产生良好的促进效果。细胞色素C在吡啶疏水性离子液体修饰的玻碳电极上的CV图上也呈现出一对良好的氧化还原特征峰,说明吡啶类离子液体也可促进细胞色素C的电子传递。
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