漆酶生物电化学和电催化研究取得新突破

来源: 中国科学院化学研究所

发布日期: 2017-03-20 07:40:15

中国科学院化学研究所的毛兰群课题组在漆酶生物电化学和电催化研究方面取得了新突破,特别是在利用乙醇调控漆酶-碳纳米管复合物的催化性能方面。

漆酶作为一种多铜族氧化酶,因其能够实现在较低过电位下对氧气分子的电化学催化还原,因而在生物燃料电池和生物电化学的传感研究领域中备受关注。和其他生物酶相似,漆酶具有复杂的分子结构,其活性中心的铜离子深埋于酶分子的内部。这些特点决定了在常规的电化学体系中,很难实现漆酶分子的直接电子转移和基于此的生物电化学催化。

中国科学院化学研究所活体分析化学实验室毛兰群课题组研究人员较早即致力于漆酶的电化学和基于此的生物燃料电池的研究。他们率先发现漆酶可以在碳纳米管电极上实现其与电极间的直接电子转移。近期,在国家自然科学基金委、科技部、中科院和中国博士后基金的支持下,他们在漆酶直接电催化氧还原研究方面取得了新进展。

研究发现,在制备漆酶-碳纳米管复合物的过程中,20%乙醇溶液的加入可以明显提高所制备的电极对于氧气电化学催化的电流。结合蛋白结构解析等,他们揭示了乙醇调控漆酶-碳纳米管复合物催化性能的机理。相对于已报道的提高漆酶电催化活性的方法,利用有机溶剂分子提高漆酶的直接电催化性能则更简单有效。

该研究不仅在生物电化学的基础研究中具有重要的意义,而且也为进一步构筑基于生物燃料电池原理的自驱动活体分析与传感奠定了基础。

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