基于复合纳米材料上CPO的固定化及其应用研究

来源 :上海师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:taorong19880903
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为了解决目前生物酶催化的均相反应体系中酶用量大、易失活,需要向反应体系中加入过氧化氢,以及由此带来的高成本等问题,本文借鉴了生物传感器制作中酶的固定化方法,将氯过氧化物酶(Chloroperoxidase,CPO)固定到玻碳电极上,利用电化学方法产生过氧化氢,催化有机合成反应。   近年来,纳米材料以其独特的结构以及优越的性能已成为科学研究中的明星材料,其中,碳纳米管以及金纳米粒子的使用尤为广泛。在经过羧基化处理过的碳纳米管材料上通过电化学方法聚合纳米金颗粒,有利于应用分子自组装技术将酶牢固地组装到电极表面,使酶活性更趋稳定,又能促进生物酶的直接电子传递。   本研究工作的重点是在裸玻碳电极上先滴涂一层碳纳米管,而后应用电化学方法在上面沉积一层纳米金,再利用分子自组装技术固定上CPO,考察复合纳米材料对酶的固定化及其修饰电极性能的影响。实验结果显示,固定在复合纳米材料修饰的玻碳电极上的CPO能进行快速、直接的电子传递反应,并且是一受表面吸附控制的电极过程,对氧气的电化学还原具有显著的催化效应。不同pH值缓冲溶液中的循环伏安测试表明,式量电位随溶液pH值的增大而负移,呈现斜率约为40 mV/pH的线性关系,表明直接电子传递的同时伴随有质子的转移。此外,CPO的氧化还原峰电流较之单单修饰碳纳米管或金的电极增大了近20倍,可逆性也得到了改善。   本文尝试将上述固定了CPO的修饰电极应用于电化学方法原位产生过氧化氢、催化甲苯和苯基硫醚等有机反应中,探讨了生物酶催化应用的可行性,为开拓绿色有机化学合成的新思路提供了参考。
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