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第一章首先对扫描电化学显微镜(SECM)的实验装置,工作模式和工作原理进行了简要的介绍。然后就SECM的下述几个方面进行了较详细的介绍。1.介绍了SECM探头的发展,包括微米和纳米电极,化学修饰电极和生物传感器,微米和纳米管在SECM中的应用情况。2.介绍了获得SECM图像的两种模式(等高模式和等电流模式)的发展状况。3.介绍了SECM在生物分析方面的应用,包括SECM对酶,抗原抗体复合物,DNA以及细胞的研究。本章共引用文献121篇。 第二章利用β-CD与环氧氯丙烷交联聚合物(β-CDP)在酸性条件下与戊二醛发生缩聚而形成的不溶于水聚合物,把辣根过氧化物酶(HRP)固定在绝缘体基底上。利用SECM的反馈模式研究固态HRP酶点上发生的异相催化反应的一级酶催化反应动力学。在缓冲溶液中1,4-苯醌(BQ)在Pt微盘电极(SECM的探头)上发生可逆电极反应,生成氢醌(HQ)。当探头逼近酶点时,探头上产生的HQ就会与溶液中的H2O2在HRP的催化下反应生成BQ和水。这样探头电流就会增加,即产生正反馈电流。由于探头上BQ的反应很快,探头电流主要受酶异相催化反应的控制。通过对SECM在酶点上的反馈曲线与理论曲线进行比较,测得了一级酶异相催化反应速率常数。证明SECM是研究固态酶点上的异相催化反应动力学的一种简便、有效的方法。并用此方法测定不同pH值下酶催化反应的表观速率常数,来研究溶液的pH值对HRP活性的影响。实验结果表明,HRP在pH7.0时活性最高。 第三章建立了用SECM测定单个中性粒细胞中的髓过氧化物酶(MPO)活性水平的方法。用推片法把细胞固定在载玻片上,形成细胞单层。在充分晾干后,细胞膜的通透性发生改变。当溶液中加入MPO的底物(HQ和H2O2)后,它们可以扩散细胞内MPO的表面,并在MPO的催化下发生反应生成BQ和水。酶的催化反应速度非常快。生成的BQ就会向溶液中扩散。当探头的电位恒定于BQ发生还原反应的电位时,BQ在探头上发生电极反应,生成HQ。当探头距离细胞较远时,由于溶液中BQ极少,所以电流很小。而当探头移动到细胞附近时,由于BQ浓度很高,在探头上检测到较大的还原电流。因此可以通过检测MPO催化反应所产生BQ的量来测定单个中性粒细胞中MPO的水平。在含有3.00x10-3mol/L HQ,3.00x10-3mol/L H2O2的生理盐水中,测定了四个中性粒细胞MPO产生的峰,峰电流在4.2-7.0x10-10A范