纳米材料修饰电极上吸附态葡萄糖氧化酶的酶活性和电活性的比较

杨大威 陈超 谢青季 姚守拙

引用本文: 杨大威, 陈超, 谢青季, 姚守拙. 纳米材料修饰电极上吸附态葡萄糖氧化酶的酶活性和电活性的比较[J]. 物理化学学报, 2013, 29(08): 1727-1734. doi: 10.3866/PKU.WHXB201306042 shu
Citation:  YANG Da-Wei, CHEN Chao, XIE Qing-Ji, YAO Shou-Zhuo. Comparison of Enzymatic Activities and Electroactivities of Adsorbed Glucose Oxidase on Several Nanomaterial-Modified Electrodes[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2013, 29(08): 1727-1734. doi: 10.3866/PKU.WHXB201306042 shu

纳米材料修饰电极上吸附态葡萄糖氧化酶的酶活性和电活性的比较

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(21175042, 21075036) (21175042, 21075036)

    湖南省教育厅(11A069) (11A069)

    湖南省高校科技创新团队资助项目 

摘要:

采用石英晶体微天平(QCM)技术, 监测了裸金(Au)电极、电沉积纳米金的金电极(Aued/Au)、多壁碳纳米管(MWCNTs)修饰的金电极(MWCNTs/Au)以及MWCNTs 修饰后再电沉积纳米金的金电极(Aued/MWCNTs/Au)上葡萄糖氧化酶( x)的吸附过程, 测算了吸附固定的 x质量. 通过阳极恒电位检测吸附酶与葡萄糖发生酶反应所产生的过氧化氢, 考察了这些酶电极的安培响应, 并测算了各吸附态 x的质量比生物活性(MSBAi).也通过循环伏安法研究酶的直接电化学, 测算了各吸附态 x的电活性百分数(EAPi). 实验结果表明, 酶吸附量和酶电极的安培响应满足MWCNTs/Au > Aued/MWCNTs/Au > Aued/Au > Au 的顺序; MSBAi满足Au > Aued/MWCNTs/Au > Aued/Au > MWCNTs/Au的顺序; 而EAPi则满足MWCNTs/Au > Aued/MWCNTs/Au > Aued /Au > Au的顺序. 根据酶和纳米材料的亲疏水作用以及酶的吸附量对实验结果进行了合理解释, 也定量验证了电极上吸附酶分子的总生物活性与酶电极的安培响应呈正相关关系, 所得数据和结论有助于纳米材料固定酶及其安培酶电极的研究.

English

    1. [1]

      (1) Wang, J. Electroanalysis 2001, 13, 983.

      (1) Wang, J. Electroanalysis 2001, 13, 983.

    2. [2]

      (2) Ianniello, R. M.; Yacynych, A. M. Anal. Chem. 1981, 53, 2090.doi: 10.1021/ac00236a033(2) Ianniello, R. M.; Yacynych, A. M. Anal. Chem. 1981, 53, 2090.doi: 10.1021/ac00236a033

    3. [3]

      (3) Chen, C.; Xie, Q. J.; Yang, D.W.; Xiao, H. L.; Fu, Y. C.; Tan, Y.M.; Yao, S. Z. RSC Adv. 2013, 3, 4473. doi: 10.1039/c2ra22351a(3) Chen, C.; Xie, Q. J.; Yang, D.W.; Xiao, H. L.; Fu, Y. C.; Tan, Y.M.; Yao, S. Z. RSC Adv. 2013, 3, 4473. doi: 10.1039/c2ra22351a

    4. [4]

      (4) Wang, J. Chem. Rev. 2008, 108, 815.(4) Wang, J. Chem. Rev. 2008, 108, 815.

    5. [5]

      (5) Alex, H. H. T.; Fabio, L.; Simone, R. S.; Gilberto, M. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 18857. doi: 10.1021/jp305633v(5) Alex, H. H. T.; Fabio, L.; Simone, R. S.; Gilberto, M. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 18857. doi: 10.1021/jp305633v

    6. [6]

      (6) Yang, C.; Xu, C. X.;Wang, X. M. Langmuir 2012, 28, 4580.doi: 10.1021/la2044202(6) Yang, C.; Xu, C. X.;Wang, X. M. Langmuir 2012, 28, 4580.doi: 10.1021/la2044202

    7. [7]

      (7) Tellechea, E.;Wilson, K. J.; Bravo, E.; Schifferli, K. H.Langmuir 2012, 28, 5190. doi: 10.1021/la2050866(7) Tellechea, E.;Wilson, K. J.; Bravo, E.; Schifferli, K. H.Langmuir 2012, 28, 5190. doi: 10.1021/la2050866

    8. [8]

      (8) Jeong, B.; Akter, R.; Han, O. H.; Rhee, C. K.; Rahman, M. A.Anal. Chem. 2013, 85, 1784. doi: 10.1021/ac303142e(8) Jeong, B.; Akter, R.; Han, O. H.; Rhee, C. K.; Rahman, M. A.Anal. Chem. 2013, 85, 1784. doi: 10.1021/ac303142e

    9. [9]

      (9) ran, J. M.; Mantilla, S. M.; Stevenson, K. J. Anal. Chem.2013, 85, 1571. doi: 10.1021/ac3028036(9) ran, J. M.; Mantilla, S. M.; Stevenson, K. J. Anal. Chem.2013, 85, 1571. doi: 10.1021/ac3028036

    10. [10]

      (10) Wang, T.; Fu, Y. C.; Bu, L. J.; Qin, C.; Meng, Y.; Chen, C.; Ma,M.; Xie, Q. J.; Yao, S. Z. J. Phys. Chem. C. 2012, 116, 20908.doi: 10.1021/jp306492a(10) Wang, T.; Fu, Y. C.; Bu, L. J.; Qin, C.; Meng, Y.; Chen, C.; Ma,M.; Xie, Q. J.; Yao, S. Z. J. Phys. Chem. C. 2012, 116, 20908.doi: 10.1021/jp306492a

    11. [11]

      (11) Alwarappan, S.; Boyapalle, S.; Kumar, A.; Li, C. Z.; Mohaparea,S. S. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 6556. doi: 10.1021/jp211201b(11) Alwarappan, S.; Boyapalle, S.; Kumar, A.; Li, C. Z.; Mohaparea,S. S. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 6556. doi: 10.1021/jp211201b

    12. [12]

      (12) Xie, Q. J.;Wang, J.; Zhou, A.; Zhang, Y. Y.; Liu, H.; Xu, Z.;Yuan, Y.; Deng, M.; Yao, S. Z. Anal. Chem. 1999, 71, 4649.doi: 10.1021/ac981390z(12) Xie, Q. J.;Wang, J.; Zhou, A.; Zhang, Y. Y.; Liu, H.; Xu, Z.;Yuan, Y.; Deng, M.; Yao, S. Z. Anal. Chem. 1999, 71, 4649.doi: 10.1021/ac981390z

    13. [13]

      (13) Xie, Q. J.; Xiang, C.; Yuan, Y.; Zhang, Y.; Nie, L.; Yao, S. Z.J. Colloid Interface Sci. 2003, 262, 107. doi: 10.1016/S0021-9797(03)00196-6(13) Xie, Q. J.; Xiang, C.; Yuan, Y.; Zhang, Y.; Nie, L.; Yao, S. Z.J. Colloid Interface Sci. 2003, 262, 107. doi: 10.1016/S0021-9797(03)00196-6

    14. [14]

      (14) Marx, K. A. Biomacromolecules 2003, 4, 1099. doi: 10.1021/bm020116i(14) Marx, K. A. Biomacromolecules 2003, 4, 1099. doi: 10.1021/bm020116i

    15. [15]

      (15) Buttry, D. A.;Ward, M. D. Chem. Rev. 1992, 92, 1355.doi: 10.1021/cr00014a006(15) Buttry, D. A.;Ward, M. D. Chem. Rev. 1992, 92, 1355.doi: 10.1021/cr00014a006

    16. [16]

      (16) Sauerbrey, G. Z. Phys. 1959, 155, 206. doi: 10.1007/BF01337937(16) Sauerbrey, G. Z. Phys. 1959, 155, 206. doi: 10.1007/BF01337937

    17. [17]

      (17) Kanazawa, K. K.; rdon, J. G. Anal. Chem. Acta 1985, 175,99. doi: 10.1016/S0003-2670(00)82721-X(17) Kanazawa, K. K.; rdon, J. G. Anal. Chem. Acta 1985, 175,99. doi: 10.1016/S0003-2670(00)82721-X

    18. [18]

      (18) Chen, X.; Zhang, Q. L.; Su, Y. H.; Meng,W. H.; Xie, Q. J.; Yao,S. Z. Acta Phys. -Chim. Sin. 2007, 23, 1201. [陈昕, 张漪丽,苏育华, 孟文华, 谢青季, 姚守拙. 物理化学学报, 2007, 23,1201.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20070812(18) Chen, X.; Zhang, Q. L.; Su, Y. H.; Meng,W. H.; Xie, Q. J.; Yao,S. Z. Acta Phys. -Chim. Sin. 2007, 23, 1201. [陈昕, 张漪丽,苏育华, 孟文华, 谢青季, 姚守拙. 物理化学学报, 2007, 23,1201.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20070812

    19. [19]

      (19) Xie, Q. J.; Zhang, Y. Y.; Xu, M. C.; Yao, S. Z. J. Electroanal. Chem. 1999, 478, 1.(19) Xie, Q. J.; Zhang, Y. Y.; Xu, M. C.; Yao, S. Z. J. Electroanal. Chem. 1999, 478, 1.

    20. [20]

      (20) Fu, Y. C.; Li, P. H.; Bu, L. J.;Wang, T.; Xie, Q. J.; Chen, J. H.;Yao, S. Z. Anal. Chem. 2011, 83, 6511. doi: 10.1021/ac200471v

      (20) Fu, Y. C.; Li, P. H.; Bu, L. J.;Wang, T.; Xie, Q. J.; Chen, J. H.;Yao, S. Z. Anal. Chem. 2011, 83, 6511. doi: 10.1021/ac200471v

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  774
  • 文章访问数:  719
  • HTML全文浏览量:  24
文章相关
  • 发布日期:  2013-07-09
  • 收稿日期:  2013-03-23
  • 网络出版日期:  2013-06-04
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章