第一章 绪论 1
1.1 生物电化学的发展过程 1
1.2 生物兼容性电极在生物电化学研究中的作用 3
1.3 生物兼容性电极的制备和表征 5
1.3.1 修饰电极制备技术 5
1.3.2 修饰电极常用的表征手段 8
1.4 生物兼容性电极的应用领域及相应研究进展 9
1.4.1 生物小分子的电化学检测 9
1.4.2 电化学型的生物传感器 9
1.4.3 蛋白质电化学的研究 14
1.4.4 核酸电化学研究 17
1.4.5 生物膜与仿生界面的研究 19
1.4.6 致病机理与疾病诊疗方面的研究 23
参考文献 25
第二章 溶胶凝胶技术用于生物分子固定化及酶膜电极制备 32
2.1 溶胶凝胶技术过程及其对生物分子的固定化 33
2.2.1 实验方法 35
2.2 葡萄糖氧化酶在溶胶凝胶体系中的固定化及其活性保持研究 35
2.2.2 反应参数对固定化葡萄糖氧化酶活性的影响 36
2.2.3 固定化葡萄糖氧化酶物理性质的研究 36
2.2.4 溶胶凝胶技术用于葡萄糖氧化酶柱的制备及其催化活性的评价 37
2.3 HRP酶膜电极的制备及其工作性能 39
2.3.1 HRP酶电极制备条件的优化 39
2.3.2 HRP酶电极对H2O2的安培响应及响应机理讨论 40
2.3.3 pH对酶电极响应性能的影响 41
参考文献 44
第三章 纳米氧化物生物兼容性电极 45
3.1 纳米氧化物的合成与表征 45
3.2 纳米氧化物膜电极的制备 49
3.3 纳米氧化物膜电极对H+响应特性的研究 50
3.3.1 纳米氧化钴电极的pH响应性能 51
3.3.2 纳米氧化锰电极的pH响应性能 53
3.3.3 纳米氧化铅与纳米氧化钛电极的pH响应特性 54
3.3.4 纳米氧化物膜电极对H+响应机理的研究 55
3.4 纳米TiO2电极上实现对多巴胺与抗坏血酸的同时检测 56
3.4.1 多巴胺在石墨与石墨基TiO2电极上电化学行为的比较 57
3.4.2 抗坏血酸在石墨电极与TiO2-C上的电化学行为比较 58
3.4.3 在抗坏血酸存在下TiO2-C电极对多巴胺的响应 59
3.5 葡萄糖氧化酶在纳米TiO2膜上的固定及其催化活性研究 60
3.5.1 GOD的固定化及GOD-TiO2酶电极的制备 61
3.5.2 葡萄糖氧化酶在纳米TiO2粉体上的固定化 62
3.5.3 GOD-TiO2膜电极的催化活性 63
3.6 纳米SnO2修饰石墨电极对神经递质的分离检测及对NO的识别 65
3.7 复合固体纳米SnO2修饰石墨电极测定生物体内的NO 74
参考文献 81
第四章 碳纳米管修饰电极的构置及应用研究 85
4.1 碳纳米管 85
4.1.1 碳纳米管的特征 85
4.1.2 CNT的制备 87
4.1.3 CNT的纯化 88
4.1.4 CNT的应用前景 90
4.2 CNT在分析化学领域的研究进展 92
4.2.2 生物分子在CNT电极上的电化学行为 93
4.2.1 SWNT涂膜在玻碳电极上的电化学特征 93
4.2.3 SWNT用作纳米尺度的探针 94
4.2.4 SWNT用作化学传感器 95
4.3 CNT的功能化研究进展 95
4.3.1 裁剪与功能化的重要性 95
4.3.2 CNT的裁剪 96
4.3.3 CNT功能化 97
4.3.4 功能化CNT的表征 104
4.3.5 功能化CNT的应用及前景展望 105
4.4 碳纳米管镶嵌修饰电极的构置及对神经递质的电分离测定 106
4.4.1 涂层及镶嵌修饰电极的制备 107
4.4.2 羧基化碳纳米管镶嵌石墨修饰电极及对DA和AA的电催化 107
4.4.3 CNT修饰电极的孔性界面对电分离DA和AA的影响 113
4.4.4 MWNT镶嵌电极同时测定DA和5-HT 121
4.5 环糊精／碳纳米管复合修饰电极的构置及在分子识别领域中的应用 128
4.5.1 CD与MWNT的相互作用 131
4.5.2 CD/CNT复合修饰电极的制备 133
4.5.3 环糊精／碳纳米管复合修饰电极对尿酸的选择性测定 134
4.5.4 环糊精／碳纳米管复合修饰电极对胸腺嘧啶的电催化测定 142
4.5.5 L-半胱氨酸在环糊精／碳纳米管复合修饰电极上的伏安测定 148
4.5.6 CD/CNT复合修饰电极对硝基酚异构体的分离与识别能力 153
参考文献 161
第五章 自组装生物兼容性电极的构置及研究 168
5.1 白组装硫醇单层膜电极的性能及其在酶传感器中的应用 169
5.1.1 金电极表面自组装硫醇单层膜的形成和电化学行为研究 169
5.1.2 固定化辣根过氧化酶的电化学行为研究及对H2O2的检测 178
5.1.3 抗体电极的制备并应用于肠毒素的测定 187
5.2 自组装磷脂双层膜电极的电化学和光电化学性质研究 193
5.2.1 s-BLMs的电化学性质研究 195
5.2.2 自组装于ITO表面的磷脂双层膜的制备及光电行为研究 203
5.3 自组装混合双层膜电极的性能及其对生物膜功能的模拟 212
5.3.1 HBMs的制备和电化学性质研究 213
5.3.2 HBMs与蜂毒素相互作用的电化学研究 221
5.4 DNA自组装电极的构置及性能 225
5.4.1 ssDNA及dsDNA电极的制备 226
5.4.2 四种碱基衍生物电化学行为的研究 227
5.4.3 ssDNA与dsDNA电极光电行为的特征 229
5.4.4 循环伏安及交流阻抗技术表征电极上杂交反应的发生 231
5.4.5 响应机理讨论 232
参考文献 233
第六章 核酸性质的电化学研究 240
6.1 DNA与硫堇分子相互作用的研究 241
6.1.1 硫堇和DNA分子相互作用的电化学技术表征 244
6.1.2 硫堇和DNA分子相互作用的光谱研究 247
6.1.3 硫堇和dsDNA分子作用的表观结合常数的测定 252
6.2 多巴胺与DNA分子间相互作用的研究 253
6.2.1 多巴胺与DNA间相互作用的电化学方法表征 254
6.2.2 多巴胺与DNA间相互作用的光谱法及凝胶电泳表征 258
6.2.3 多巴胺-DNA的结合常数的计算 263
6.3 电化学法研究大黄素与DNA的相互作用 267
6.3.1 交流阻抗法 269
6.3.2 循环伏安法 271
6.4 本章小结 273
参考文献 274
7.1 电极界面性质对细胞色素c电化学行为的影响 277
第七章 蛋白质性质与功能的表面电化学研究 277
7.1.1 细胞色素c在自组装金电极上的电化学行为特征 279
7.1.2 细胞色素c在纳米TiO2膜电极上的电化学行为特征 280
7.1.3 细胞色素c在PEG电极上的电化学行为特征 281
7.1.4 机理讨论 283
7.2 heme蛋白在纳米TiO2膜电极界面上的直接电子传递过程 286
7.2.1 三种heme蛋白在TiO2膜电极上直接电化学过程的获得 287
7.2.2 heme蛋白在TiO2膜电极上的异相反应动力学 290
7.2.3 血红蛋白电化学行为与溶液pH的关系 292
7.2.4 NO分子与血红蛋白之间的相互作用 293
7.3 天花粉蛋白诱导细胞凋亡机理的研究 296
7.3.1 实验方法 296
7.3.2 TCS的电化学行为特征 297
7.3.3 TCS蛋白中含Fe的可能性分析 299
7.3.4 去铁前后TCS电化学性质的变化 300
7.3.5 去铁前后TCS诱导U937细胞凋亡行为的变化 301
7.3.6 TCS与去铁TCS在体外翻译系统中对蛋白抑制作用的比较 302
7.4 本章小结 303
参考文献 304
第八章 生物兼容性电极的展望 306
8.1 在生命科学研究中的应用 306
8.1.1 探索生物膜的结构和功能 306
8.1.2 研究仿生界面上生物大分子的电子转移过程 308
8.1.3 酶电极和第三代生物电化学传感器 309
8.1.4 仿生电化学控制释放 310
8.2 新型化学修饰电极 311
8.1.5 其他 311
8.3 在分析化学中的应用 312
8.3.1 选择性富集与分离 312
8.3.2 电催化 313
8.3.3 选择性渗透 313
8.3.4 化学传感器 313
8.3.5 生物兼容性电极用于分析化学的前景 314
参考文献 315
后记 319