利用电化学及表面等离子体共振(SPR)技术分别研究了界面诱导及化学变性剂诱导下血红蛋白(Hb)去折叠状态的性质，可获得Hb的内在结构与生物活性的动态信息，从而加深人们对Hb结构和功能关系的认识与理解。该研究对阐明Hb在生命体内的电子转移机制、界面吸附作用、生物燃料电池性能的改良以及医学应用具有重要的理论意义和实用价值。本论文共分5章，其主要内容分别如下：　　 1.综述了界面诱导蛋白质构象变化以及化学变性剂诱导蛋白质去折叠的研究意义、手段和进展等。简述了本论文的研究对象、意义以及主要内容。　　 2.研究了Hb在自组装膜(SAMs)修饰电极上的电化学行为。分别考察了Hb在3-巯基丙酸、3-巯基丙烷以及半胱胺SAMs修饰电极上的电化学行为。结果表明3-巯基丙酸修饰电极能促进Hb的准可逆直接电子传递，其还原电位(Epc)和氧化电位(Epa)分别为-289 mV和-147 mV，峰分离为142 mV。进一步考察了Hb在不同链长(n)巯基羧酸修饰电极上的电化学行为。当n为1时，Hb的电流响应很弱且氧化还原峰分离较大。而当n为2和5时，Hb均显示出一对准可逆氧化还原峰，其界面电子转移速率常数分别为0.49 s-1和0.47 s-1。当n为10时，Hb的氧化还原从准可逆向不可逆转变。紫外可见光谱(UV-vis)及SPR结果表明巯基丙酸与Hb中铁血红素辅基(heme)中铁原子附近的正电荷氨基酸残基通过静电作用相结合。在结合过程中，Hb的heme铁并没有脱落。本工作为人为地调节界面性质、有效地调控Hb电子传递路径以及提高电子传递效率提供实验依据。　　 3.利用吸附转移伏安法(AdTV)研究了Hb与氯离子(Cl-)的相互作用。分别考察了Cl-对Hb直接电化学响应的峰电流(Ⅰp)，峰分离(△E)及式电位(Eo)的影响。结果表明，Hb在0～1.0 mol L-1的Cl-存在下经历构象变化区，Ⅰp随Cl-浓度增大而增大；而Hb在大于1.0 mol L-1 Cl-存在下经历吸附控制区，Ⅰp随Cl-浓度增大而减少。另外，Cl-的存在使Hb的△E减少，Eo负移。热力学计算表明，低氧亲和态Hb的还原态较氧化态稳定。Cl-能够在不改变Hb二级及三级结构的情况下提高Hb对过氧化氢的电催化能力。同时利用SPR、圆二色谱(CD)、UV-vis等方法进一步研究了Hb-Cl结合物的界面性质及构象变化信息。AdTV为研究Hb四级结构变化提供一种非原位的灵敏检测方法。　　 4.利用蛋白质膜电化学研究盐酸胍(GdnCl)各组分对Hb去折叠的影响。研究了包埋于双十二烷基二甲基溴化铵(DDAB)磷脂膜中的Hb在GdnCl、胍阳离子(Gdn+)及Cl-存在下Ⅰp、Eo的变化规律。结果表明，GdnCl的去折叠效率受Gdn+及Cl-协同影响，且各组分的影响与其浓度相关。Gdn+、Cl-以及GdnCl使Hb的Ⅰp增大，同时能在同一程度上提高Hb氧化还原反应的可逆性，然而只有Cl-及GdnCl能导致Hb的Eo负移。本方法不仅提供了一种研究Hb构象变化的手段，同时也为人工控制Hb构象提供了新思路。　　 5.利用SPR技术研究了pH值诱导下Hb的构象变化规律。分别从碱→酸及酸→碱两种相反pH值梯度动态改变传感界面固定化Hb的构象。研究结果表明，当pH值从碱→酸变化时，以pH7.19为拐点，在碱性条件下，表观SPR变化(△θpp)速度较快；在酸性条件下，△θpp变化速度较慢。pH值从酸→碱变化，当pH值小于5.10时，△θpp迅速减小；在pH5.10-6.10时，△θpp曲线出现平台区，在pH6.10-8.38时，△θpp再次迅速减小；当pH值大于8.38的时候△θpp变化较为缓慢。两种不同方向的诱导作用所产生的△θpp信号差异可能是由于Hb在酸性条件下亚单位分裂导致表面电荷发生变化，进而导致传感界面蛋白质层附近的电荷及介电常数发生变化所致。