电化学诱导自由基聚合制备生物功能性膜

来源 :厦门大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dyjianing88
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
采用聚合方法将生物活性分子与功能材料相结合是制备生物功能性器件和体系最简单有效的途径之一,在生物传感、药物释放、仿生材料、生物微电子和工业催化等众多领域有着极为广泛的应用。   众所周知,生物酶分子的活性取决于其复杂的三维结构,而多种非键反应的协同作用形成了酶分子的三级构象,其中包括氢键、范德华力(van der Waals)、静电力、亲水和亲脂键等;因此生物酶的结构和活性极易受众多的环境因素干扰,特别是温度、pH、溶剂和材料界面等因素。如何保持酶分子三维构象和活性的稳定是生物功能体系研究领域而临的首要问题。   化学和电化学聚合是目前常用的两种制备方式。从技术角度来讲,电化学聚合更适合于制备结构复杂、尺寸微小的功能性器件和装置,因为其具有独特的优点:可简单快速地一步完成,聚合膜性质均一且厚度可控,较高的重现性和稳定性等等;但是,可供电化学聚合的单体的种类有限,并且电聚合膜通常具有较差的生物亲和性。与之相反,化学聚合方法的特点在于单体种类繁多,聚合膜的性质丰富可控;然而聚合常常涉及光、热和有机溶剂等极端的条件,不利于保持生物酶的活性。   本论文研究旨在发展一种兼备传统化学和电化学聚合优点的新聚合方法-电化学诱导聚合方法。其聚合的过程和特点是:通过电化学氧化或还原引发剂产生自由基团,激发乙烯类单体发生化学聚合反应;由种类繁多的乙烯类单体在适宜于生物活性的条件(室温、低离子强度、中性水溶液等)下聚合的水合凝胶膜具有极佳的生物亲和性。   本论文以建立电化学诱导聚合新方法为主要目标,开展了如下三个方面的系统研究:   (1)研究了电化学还原诱导聚合的实验条件和聚合过程对生物酶分子活性的影响,调查了按新聚合方法制备的以氧分子为电子传导媒介的第一代葡萄糖氧化酶(Gox)传感器的功能性质。实验发现:在低离子强度、中性的磷酸缓冲溶液中,通过电化学还原过硫酸阴离子产生硫酸根自由基,激发丙烯酸单体发生自由基聚合反应;在较宽的实验条件内均可在铂电极表面获得超薄的丙烯酸水合凝胶膜(PAA),最大的干态膜厚小于80 nm。通过调查固定在铂电极表面的Gox的活性变化,探明了聚合过程对酶活性的影响规律。与传统的电化学聚合方法不同,新方法的聚合过程不仅不会降低反而会增强葡萄糖氧化酶的活性。按新方法制备的葡萄糖氧化酶传感器具有极佳的功能性质,其最大响应电流密度可达748.5μA·cm-2,同时,聚丙烯酸水合凝胶膜的负电性和生物亲和性使得酶电极具有较强的抗干扰性和高稳定性。实验结果证明采用电化学还原诱导聚合方法制备生物功能性器件和体系是一条普适的高生物亲和性的新途径。   (2)调查了电化学还原结合电化学氧化诱导聚乙烯基二茂铁氧化还原膜(PVFc)的实验条件,并应用于制备以电活性分子为电子传导媒介的第二代葡萄糖氧化酶传感器。通过选择不同的溶剂、引发剂、交联剂和单体,调控它们的浓度比例,获得了与电极表面有良好附着的PVFc水合凝胶膜。采用该方法制备的Gox/PVFc-PAA酶电极具有高电子传导速率和高稳定性。   (3)研究了采用电化学还原诱导方法在金电极表面制备聚乙烯基磺酸水合凝胶膜,调查了金/聚乙烯基磺酸膜电极在中性条件下特殊的催化行为,探索了此种非酶电极在高灵敏度检测葡萄糖方面的应用。
其他文献
请下载后查看,本文暂不支持在线获取查看简介。 Please download to view, this article does not support online access to view profile.
期刊
请下载后查看,本文暂不支持在线获取查看简介。 Please download to view, this article does not support online access to view profile.
请下载后查看,本文暂不支持在线获取查看简介。 Please download to view, this article does not support online access to view profile.
期刊
日产全景检测技术用于水下机器人日产近日同日本海洋与地球科技研究社(JAMSTEC)及东碧工业株式会社(Topy Industries)达成合作,将向后两者提供环景监视技术(AVM)。日产全景监
继去年米兰世博会期间于Unicredit馆内展出,接着巡回至罗马专项基金会的AREA81空间后,由Guido Mologni策划的中国当代艺术展——“变化”,于3月8日在10 Corso Como上海概念空
加强和改进党的学风 ,是夺取党的事业不断胜利的重要保证 ,是巩固党的执政地位的前提条件 ,是党员领导干部实践“三个代表”的时代要求。文章探讨了新时期优良学风的内涵 ,剖
超分子结构的设计和合成在研究领域迅速扩张,这不仅是因为他们有趣的分子结构,也是因为他们有作为新型功能材料的属性在潜在的应用方面,如离子和分子识别、离子交换、催化反应。这些与DNA相互作用的超分子化合物目前已成为众多科学领域研究的重要对象。研究超分子配合物与DNA相互作用的方式,对于设计具有识别DNA特定位点或构象的新型药物具有潜在的指导意义。银自古以来就被作为抗菌剂,早期用于净化饮用水、葡萄酒和醋
或许仍有许多人对布鲁斯·韦恩这个名字感到陌生,但他们一定知道“蝙蝠侠”,这个DC漫画公司最具代表性的角色之一,曾在1987年通过银幕走进了无数人的心中,并深深扎根.而2009
请下载后查看,本文暂不支持在线获取查看简介。 Please download to view, this article does not support online access to view profile.
期刊
如果鲁迅出生在我们这个年代,有很大概率会成为一个“网红”。如果鲁迅活跃在我们这个“人设”横行的网络时代,也一定难逃“人设”崩塌,喜提一次“热搜爆”。  说到鲁迅,相信大多数经历过九年义务教育的同学,都会在心里给他贴上几个标签:好有文采、好会骂人、好酷一男的!  可是谁又能想到,这个“横眉冷对千夫指”的硬核文学家,白天还在报纸头条上呐喊“真的猛士,敢于直面惨淡的人生”,晚上转头就写出这种直白的打油诗
期刊