Электрохимическое восстановление цитохрома Р450 2В4 с использованием нанокомпозитных электродных материалов: стехиометрия и термодинамика

• Автор: Рудаков, Юрий Олегович
• Шифр специальности: 03.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 141 с. : ил.

Содержание
Список сокращений
Введение
1. Обзор литературы
1.1. Введение
1.2. Классификация биосенсоров
1.3. Методы наноструктурирования электродов
1.4. Наноматериалы, используемые для
наноструктурирования электродов
1.4.1. Глины
1.4.2. Фосфолипиды
1.4.3. Многослойные пленки
1.4.4. Наночастицы металлов
1.4.5. Углеродные нанотрубки
1.4.6. Фуллерены
1.4.7. Неорганические наночастицы
1.4.8. Фиброин шелка
1.5. Наноматериалы в качестве меток
в электрохимических иммуносенсорах и
иммунополях
1.5.1. Золотые и серебряные наночастицы
1.5.2. Полупроводниковые наночастицы
1.5.3. Апоферритиновые нано-носители
1.6. Заключение
2. Материалы и методы
2.1. Экспериментальная часть
2.1.1. Реагенты
2.1.2. Синтез наночастиц золота
2.1.3. Приготовление ферментных электродов
2.1.4. Электрохимические эксперименты
2.1.5. Спектрофотометрические эксперименты
2.1.6. Сканирующая электронная микроскопия
3. Результаты и их обсуждение
3.1. Исследование стехиометрии электрохимического восстановления цитохрома Р450 2В4
3.1.1. Электрохимические характеристики
ферментных электродов
3.1.2. Методы количественной оценки генерации
Н202 в электрохимических реакциях
3.1.3. Определение количества кислорода,
участвующего в электрокатализе
3.2. Определение термодинамических параметров
электрокаталитического цикла цитохрома Р450 2В4
4. Выводы
5. Литература

Список сокращений
CNT - углеродные нанотрубки
PDDA - полидиаллилдиметиламмоний хлорид
GOx - глюкозоксидаза
HRP - пероксидаза хрена
СЮ - холиноксидаза
PSS - поли (натрий-4-стиренсульфонат)
MWCNT - многостеночные углеродные нанотрубки
SWCNT - одностеночные углеродные нанотрубки
BCNT - многостеночные углеродные нанотрубки «бамбукового» типа
AFP - а-фетопротеин
PPF - плазма-полимеризованная пленка нафиона SMC - монтмориллонит натрия PG - пиролитический графит GC - стеклоуглерод
SCE - насыщенный каломельный электрод
ДДАБ - дидодецилдиметиламмоний бромид
ДМСО - диметилсульфоксид
РВ - берлинская лазурь
СВЭ - стандартный водородный электрод

устойчивы в течение 8 месяцев [119]. НУЛЧь спектр поглощения показывает пик на 532 нм, который характерен для золотых наночастиц размером до 10 нм [120,121]. Золотые наночастицы позволяют осуществить прямой обмен электронами между гемоглобином и вС-электродом [122], редокс-пики на цикловольтамперограммах возникают только в случае наличия золотых наночастиц. Формальный потенциал приходится на -169 мВ относительно Ag/AgCl. Логарифмическая зависимость тока от скорости сканирования говорит о смешанном характере процессов, происходящих на электроде (среднее между диффузионным и поверхностным контролем). После длительного эксперимента (приблизительно 50 сканирований) токи уменьшаются незначительно (~2%), что говорит о стабильной адсорбциии гемоглобина на защищенных липидом золотых наночастицах.
Используя тиолы можно получать трехмерные материалы в виде пленок на твердой подложке, проводимость которых похожа на полупроводник и сильно зависит от строения дитиола, связывающего золотые наночастицы [64].
Применение наночастиц металлов в биодетекции имеет несколько направлений: оптическая детекция, электрическая детекция,
электрохимическая детекция.
В 1996 году было показано, что агрегаты золотых наночастиц и олигонуклеотидов обладают уникальными оптическими свойствами, что может быть использовано в колориметрических системах [123].
Для детекции ДНК золотые наночастицы привязывали к олигонуклеотидам и помещали в раствор одноцепочечного олигонуклеотида-мишени. Образовывалась полимерная сеть из наночастиц, изменение цвета заметно визуально. Порог определения для метода составляет 10 нМ. Уровень селективности позволяет определять колориметрически целевую последовательность в смеси олигонуклеотидов [124].
Чувствительность колориметрической детекции может быть повышена каталитическим нанесением серебра на золотые наночастицы. Усиленные