血紅蛋白在膜修飾電極的電化學(xué)行為及其信息分析.pdf

1、血紅蛋白是人體中一類重要的生物大分子，是生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ)，因此對于血紅蛋白的研究尤為重要。電化學(xué)方法檢測血紅蛋白在臨床分析、生化分析和疾病檢測中都有廣泛的應(yīng)用。蛋白質(zhì)等生物大分子在一般的電極上響應(yīng)極弱，而化學(xué)修飾電極的出現(xiàn)，極大的推動了蛋白質(zhì)電化學(xué)研究的發(fā)展。 電化學(xué)方法檢測血紅蛋白，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲取、信息的選擇、處理和整合都是尤為重要的。本學(xué)位論文以牛血紅蛋白在月桂酸、膽固醇和大豆卵磷脂修飾的玻碳電極上的電還原系統(tǒng)為研究載體，

2、以循環(huán)伏安和交流阻抗技術(shù)為測試手段，引入新的科學(xué)計(jì)算方法，開展電化學(xué)信息處理方法的研究。 本學(xué)位論文循環(huán)伏安測試的基本結(jié)論如下： 1．鑒于實(shí)驗(yàn)測試所得到的循環(huán)伏安響應(yīng)譜圖上只有單一的血紅蛋白的還原峰而未出現(xiàn)表征其強(qiáng)吸附的后峰；在連續(xù)多次的伏安掃描測試中，血紅蛋白的還原峰電流隨掃描次數(shù)增加而逐漸降低。因而可以認(rèn)為血紅蛋白在該修飾電極上的電催化還原反應(yīng)伴有電活性質(zhì)粒的弱吸附現(xiàn)象。 2．血紅蛋白在該修飾電極上的電還原反

3、應(yīng)過程難以斷言為擴(kuò)散作用或吸附作用起主導(dǎo)地位，比較而言擴(kuò)散作用很可能具有更為顯著的影響。 3．鑒于對經(jīng)典的Miehaelis-Menten方程加以分形修正后的模型能較好地表征出血紅蛋白的還原峰電流與其濃度的關(guān)系，相應(yīng)的Hausdorff維數(shù)的最佳估計(jì)為D=0.66，因而初步推斷血紅蛋白在經(jīng)月桂酸、大豆卵磷脂和膽固醇修飾的玻碳電極上的電催化還原涉及到分形動力學(xué)機(jī)制。 依據(jù)借助于EQU軟件對實(shí)測EIS數(shù)據(jù)進(jìn)行處理所得到的信息

4、以及對這些信息的分析與整合，就血紅蛋白在經(jīng)月桂酸、大豆卵磷脂和膽固醇修飾的玻碳電極進(jìn)行電還原的阻抗譜特征來說，可以得到下列基本結(jié)論： 1．該電極反應(yīng)體系的EIS很可能涉及到三個狀態(tài)變量，它們分別是直流極化電勢、血紅蛋白吸附表面覆蓋度和修飾膜的統(tǒng)計(jì)平均厚度，最佳等效電路碼為(C[R(Q[RW])(QRT)])。 2．該電極反應(yīng)體系呈現(xiàn)出十分明顯的彌散效應(yīng)，它主要與電活性物質(zhì)的吸附特性和修飾膜自身結(jié)構(gòu)有關(guān)，而蛋白質(zhì)分子在交流

5、電場中的介質(zhì)損耗因素并未起主導(dǎo)作用。 3．在該電極反應(yīng)體系中，除修飾電極/溶液界面電雙層結(jié)構(gòu)的阻抗是由非法拉第電流引起的之外，修飾膜本身的交流頻響特性也與非法拉第電流有關(guān)。 4．該電極反應(yīng)體系中的擴(kuò)散行為不符合常規(guī)擴(kuò)散模型，而可以歸屬于具有“阻擋層擴(kuò)散”型的非常規(guī)模型，而出現(xiàn)非常規(guī)擴(kuò)散的原因尚需要進(jìn)一步探討。鑒于循環(huán)伏安測試業(yè)已表明，對經(jīng)典的Michaelis-MelltIen方程加以分形修正后的模型能較好地表征出血紅蛋