库里松·哈衣尔别克
,
曾涵
应用化学
doi:10.3724/SP.J.1095.2013.20554
以壳聚糖和介孔碳氮材料共混所得复合物为固定漆酶的载体,将固酶复合物滴涂在裸玻碳电极表面并干燥后,得到固定漆酶基阴极.考察了此电极在不含底物的电解质溶液中的直接电化学行为,同时还研究了其对氧气还原反应的催化性能和电极的长期使用性、重现性和力学稳定性.在此基础上还考察了此电极作为氧气电化学传感器的性能.研究结果表明,介孔碳氮材料-壳聚糖固定漆酶修饰电极能在无任何电子中介体条件下,实现漆酶活性中心T1与电极之间的直接电子转移,而且能在较高的电位下实现氧气的电还原.此电极催化氧还原的起始电位约为860 mV,氧还原的半波电流密度约为78×10-6 A/cm2.这种漆酶基电极的重现性良好且具有优异的长期稳定性,但力学稳定性较差.此电极对氧的传感性能良好:检测限低达0.4 μmol/L,灵敏度高达(67.9×10-6A·L/mmol),具有良好的对氧亲和力(KM =764.0 μmol/L).
关键词:
漆酶
,
直接电子迁移
,
氧还原反应
,
电化学传感器
高素云
,
库里松·哈衣尔别克
,
曾涵
应用化学
doi:10.11944/j.issn.1000-0518.2015.06.140356
以4-巯基苯甲酸修饰纳米金粒子作为固酶载体和导电基体构建了新型纳米结构固酶葡萄糖/O2燃料电池,其制备简单,长期使用性能稳定.利用纳米金粒子通过表面修饰基团和酶分子活性中心附近疏水结合位之间的相互作用固定葡萄糖氧化酶(GOx)和漆酶(Lac)分子,分别制备了固酶阳极—4-巯基苯甲酸功能化纳米金粒子固定葡萄糖氧化酶修饰金盘电极GOx/4-MBA@GNP/Au和固酶阴极—4-巯基苯甲酸功能化纳米金粒子固定漆酶修饰金盘电极Lac/4-MBA@GNP/Au.电化学实验结果表明,两种电极在不引入任何外加电子中介的条件下,均可以实现酶活性中心-纳米金粒子之间的直接电子迁移,而且具有较快的催化反应能力(固酶阳极和阴极的转化速率分别为1.3和0.5 s-1;催化葡萄糖氧化和氧气还原的起始电位分别为-0.23和0.76 V).评估了固酶阳极和阴极组装成的纳米结构固酶葡萄糖/O2燃料电池的能量输出性能.该燃料电池在没有Nation薄膜和阳极无N2气保护下,开路电压和最大输出能量密度分别可达0.56 V和760.0 μW/cm2,使用一周后输出能量密度仍然可以达到最初值的～88％.进一步测试结果显示,该燃料电池呈现出与游离漆酶类似的pH依赖关系和热稳定性,这些实验结果均暗示:影响整个酶燃料电池性能的关键在于漆酶基阴极催化氧还原的过程.此外,这种燃料电池的性能虽然受到共存干扰物抗坏血酸的影响,但在人类血清中测试结果显示其仍然具有较高的输出能量密度(132.0 μW/cm2,开路电压0.40V).本文研究结果给出了设计高性能葡萄糖/O2燃料电池的新思路,同时也为研究固酶燃料电池的构效关系提供了实验依据和有价值的启示.
关键词:
葡萄糖氧化酶
,
漆酶
,
巯基苯甲酸修饰纳米金粒子
,
酶燃料电池
,
直接电子迁移
