本项课题研究用新颖的纳米膜作为电化学探针的敏感层,制备直接电子传递型蛋白质电极。筛选具有优良电催化特性的纳米粒子作为基质材料,用物理、化学方法进行表面修饰以改变纳米微粒外层的结构和物性,现场制备适于蛋白质直接电子传递的敏感膜及其探针器件。用电化学及谱学方法对探针的性能进行深入表征,获取其响应的各项参数,建立起微量蛋白质高灵敏度检测方法。通过本项研究,人们对蛋白质直接电子传递过程有可能获得新认识,
本项目通过对碳纳米管、纳米氧化物,半导体粒子、磷脂膜、自组织膜的功能化设计,开展了这类纳米材料的制备研究,合成出新颖的分子识别膜材料。以纳米膜材料作为电化学探针的敏感和换能单元,制备出直接电子传递型蛋白质纳米电极。同时,用物理、化学方法改变纳米微粒外层的结构和性质,以及用酵母细胞仿生,制备出仿生蛋白质膜电极。通过对酶或蛋白质(包括血红蛋白、肌红蛋白、血清蛋白、铁蛋白、黄嘌呤氧化酶、葡萄糖氧化酶、过氧化物酶等)的直接电子传递研究,获得了生物大分子探针器件。用电化学、光谱学与表面电镜方法对蛋白质的性能进行了深入的表征,获得了其响应原理,建立起微量蛋白质高灵敏度检测与生物活性表达方法,制备出蛋白质相关底物(NO,H2O2和抗坏血酸等)的各种安培传感器。本项研究提出了纳米表面蛋白质探针电化学方法,寻找到蛋白质直接电子传递的新体系,发现蛋白质电子传递的新现象与规律,建立起蛋白质的高灵敏度电化学探针技术,促进了蛋白质及生物大分子现场快速检测方法和理论的发展。研究工作的完成将深化人们对蛋白质的表面定向、电化学特性、电荷传输及生物活性行为的认识,对人们进一步了解蛋白质与生命力及疾病的关系具有重要意义