隨著時代的發(fā)展和社會的進步,環(huán)境污染問題日益受到各界的關(guān)注,清潔能源也成為當前研究的熱點。在針對清潔能源利用的研究中,生物燃料電池因其高效率、低污染的優(yōu)點而受到廣泛的關(guān)注。而在生物燃料電池的研究中,生物陰極上氧還原的催化效率是制約生物燃料電池發(fā)展的重要因素之一。因此,構(gòu)建生物陰極界面就顯得尤為重要。在環(huán)境污染的治理方面,生物傳感器因其高靈敏度和低成本的特點收到了廣泛的關(guān)注;從生物電化學傳感器的發(fā)展歷史看,每一代的傳感器研究都離不開穩(wěn)定的電極表面的構(gòu)建。因此,構(gòu)建高效、穩(wěn)定的生物陰極界面,不僅能夠為生物燃料電池的發(fā)展提供參考,也可以為生物電化學傳感器的研究助力�；诖�,我們從小漆酶入手,通過比較間接電子轉(zhuǎn)移和直接電子轉(zhuǎn)移的優(yōu)劣勢,結(jié)合小漆酶自身的特點,選取生物兼容性和導(dǎo)電性俱佳的碳納米材料作為電極材料,確定了構(gòu)建直接電子轉(zhuǎn)移界面的實驗方案。我們對重組型小漆酶的表達和純化條件進行了探索和優(yōu)化,實現(xiàn)了活性小漆酶（2.1476U/mg）的大量制備。相關(guān)蛋白結(jié)構(gòu)表征結(jié)果顯示,該重組型小漆酶保持了以銅離子為活性催化位點的負電型二聚體完整結(jié)構(gòu),其粒徑大小大約為6⁷nm。我們對多... 

【文章來源】：鋼鐵研究總院北京市

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 酶生物燃料電池的簡介
        1.1.1 酶生物燃料電池的結(jié)構(gòu)及其工作原理
        1.1.2 酶生物燃料電池的特點
        1.1.3 酶生物燃料電池上陽極與陰極催化劑的研究
    1.2 電化學生物傳感器的概述
        1.2.1 生物傳感器的定義及其工作原理
        1.2.2 生物傳感器的分類及特點
        1.2.3 電化學生物傳感器的原理以及分類
    1.3 酶基生物傳感器
        1.3.1 第一代傳感器
        1.3.2 第二代傳感器
        1.3.3 第三代傳感器
    1.4 納米材料在生物電化學傳感器中的應(yīng)用
        1.4.1 納米金在生物電化學傳感器中的應(yīng)用
        1.4.2 碳納米材料在生物電化學傳感器中的應(yīng)用
        1.4.3 生物組分在電化學傳感器上的固定化方式
    1.5 用于生物陰極的小漆酶簡介
        1.5.1 漆酶簡介
        1.5.2 小漆酶的簡介以及修飾電極的可能性
    1.6 選題意義及主要研究內(nèi)容
    本章小結(jié)
第二章 實驗儀器和方法
    2.1 實驗儀器和樣品
        2.1.1 電化學工作站
        2.1.2 電化學電解池
        2.1.3 電極
        2.1.4 生物材料
        2.1.5 碳納米材料
    2.2 實驗方法
        2.2.1 聚丙烯酰氨凝膠電泳法
        2.2.2 紫外-可見光譜法
        2.2.3 循環(huán)伏安法
        2.2.4 傅里葉變換衰減全反射紅外光譜法
        2.2.5 異相電子傳遞速率計算方法-Laviron方程
    本章小結(jié)
第三章 小漆酶表達以及表達條件的優(yōu)化
    3.1 感受態(tài)細菌的熱激和活化
    3.2 固體培養(yǎng)基的制作和菌落的接種
    3.3 液體培養(yǎng)基的配置及細菌培養(yǎng)和酶的表達
    3.4 酶的提純及表達條件的優(yōu)化
    3.5 提純后的小漆酶的理化性質(zhì)分析
    本章小結(jié)
第四章 小漆酶修飾電極界面構(gòu)建嘗試
    4.1 用于生物陰極修飾的修飾方法選擇
    4.2 用于直接電子轉(zhuǎn)移的修飾材料選擇
    4.3 小漆酶修飾電極的條件優(yōu)化
    4.4 不同材料與小漆酶修飾陰極的氧還原催化效果對比
    本章小結(jié)
第五章 不同材料與小漆酶修飾電極的性能差異原因探究
    5.1 不同材料修飾后反應(yīng)中電子傳遞速率的比較
    5.2 電極表面修飾層結(jié)構(gòu)的表征
    5.3 小漆酶在不同結(jié)構(gòu)碳材料上的取向模型推斷
    本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 本論文工作總結(jié)
    6.2 本論文的主要創(chuàng)新點
    6.3 后續(xù)相關(guān)研究與展望
參考文獻
名詞索引
    文中常用名詞縮寫
碩士期間發(fā)表論文和參加科研情況
致謝



本文編號：3120670