云芝漆酶修饰金纳米电极的活性

时间:2024-06-23 点击:73次

        由于氧化还原蛋白的活性中心深埋于蛋白骨架之内使导电基体和氧化还原蛋白活性中心间的直接电子传递难以实现,因此使用电子中介体缩短电子传递间距就成为实现氧化还原蛋白质与电极“电导通”的必要手段。传统使用的电子中介体包括2,2′偶氮-双-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐(ABTS)、单羧基二茂铁(FMCA)等二茂铁衍生物和锇配合物修饰氧化还原聚合物(Os-PVI,Os-PVP)等,但使用电子中介体会造成制备的生物燃料电池输出的电压下降,而且贵金属配合物修饰氧化还原聚合物的制备纯化过程繁琐,成本较高,进一步限制了其实际应用。近来非中介体无膜生物燃料电池的制备成为生物燃料电池开发研究的热门领域。

        漆酶是一种可选择氧化多种有机物并同时催化氧还原的多铜氧化酶,化学式电位较高的活性中心由4个铜离子组成,按光谱学特征可分为3组(T1、T2和T3),漆酶表面具有的氨基可与固定在电极表面的某些特定基团或特定的纳米金属粒子发生相互作用而使漆酶被固定在电极表面。

        新疆师范大学化学与化工学院曾涵等人制备了壳聚糖-g-N-羧甲基-二(2-苯并咪唑)-1,2-乙二醇(CTS-g-N-CBBIE),将其与纯化的纳米金溶胶(NGS)共混得到CTS-g-N-CBBIE-NGS复合物。以此复合物作为固酶载体固定云芝漆酶,固酶量大(31.10mg/g),固酶比活力高(1.43U/mg);此固酶复合物修饰的玻碳电极在无氧磷酸盐-柠檬酸盐缓冲溶液(pH=5.0)中可以实现无中介酶-电极直接电子迁移(一对准可逆氧化还原峰式电位576mV(vs.Ag/AgCl)对应于漆酶活性中心T1位的氧化还原),电子迁移速率常数为228.3 s-1。当氧气浓度较小时,这种固酶修饰电极对氧气还原具有一定的生物电催化性能(空气饱和缓冲溶液中氧还原峰电位约为320 mV(vs.Ag/AgCl))。当氧气浓度增高后,氧还原反应受到抑制;但这种漆酶修饰电极对pH较为敏感,且稳定性和重复使用性欠佳。

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杨经理
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