从纳米尺度调控仿生酶催化超氧阴离子自由基的电化学氧化行为
发布时间：2021-10-27 06:04
超氧阴离子自由基(superoxide radical,O2·-)的浓度变化与多种生命活动密切相关,对细胞释放的O2·-进行检测在生命科学研究和疾病快速检测等方面具有重要意义。然而,细胞释放的O2·-浓度低、扩散快、活性高且半衰期短,对其定性定量检测难以实现。在诸多检测方法中,电化学方法表现出响应快速、操作简易、成本低廉等优点,尤其适合在避免对细胞新陈代谢和相关生理活动造成破坏的前提下,用于对细胞释放的O2·-进行定性定量检测。通常,O2·-电化学传感器的敏感元件主要依赖于电极表面上的生物酶,但生物酶易失活、成本高且产量低,而基于仿生酶的电化学传感器可以克服基于生物酶而产生的问题。因此,设计合成制备方法简单、具有高催化活性且成本低廉的仿生酶,从而构建出具有低检测限、短响应时间、高灵敏度、强特异性及宽线性范围的O2·-电化学传感...
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
O2与其他ROS之间的反应关系
细胞可通过多种途径产生 O2 ，主要包括以下几种（图1.2）[8-11]：① 线粒体（mitochondria）：线粒体是细胞中产生 O2 最多的部位，氧气在其
内并保持相对稳定的动态平衡，能协助细胞进行正常的生长和新陈代谢，且具有独特的生理作用[12]。其生理作用主要包括参与抗感染免疫；协助清除褪变、突变和衰老的细胞；参与合成前列腺素、甲状腺素和凝血酶原；参与药物和毒物的解毒等[10,13-15]。适度水平下，O2 在细胞内的浓度降低或升高，会导致细胞产生一些瞬间变化，包括生殖能力减弱及防御能力降低等。与此同时，细胞也会启动自我修复和调节机制，不会产生不可逆损伤[12, 16, 17]。但是当细胞产生过量 O2 时，会导致一系列毒副作用，对细胞造成不可逆的氧化损伤并对特定信号通路产生影响，包括引起自由基失活、损伤脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid，DNA）、造成基因突变、对氨基酸及蛋白质造成损伤、以及其他生物分子的损伤等[8,18-21]。这些毒副作用对机体的影响进一步引起生理病变，包括生物体的衰老、神经元退变疾病、心血管疾病、癌症等[6, 12]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]TiAl6Vi4表面超疏水修饰后的体外抑菌实验[J]. 张巍,张里程,张立海,魏军强,唐佩福. 中国组织工程研究. 2014(21)
[2]超氧阴离子自由基电化学分析的新进展[J]. 王振,张立敏,田阳. 分析化学. 2014(01)
[3]超氧化物歧化酶及其应用的研究进展[J]. 徐靖. 食品工业科技. 2013(12)
[4]纳米材料性质及应用[J]. 赵玉岭. 煤炭技术. 2009(08)
[5]纳米材料在电化学生物传感器中的应用[J]. 扎热木.萨迪克,都颖,徐静娟,陈洪渊. 分析科学学报. 2009(02)
[6]辣根过氧化物酶在多壁碳纳米管——壳聚糖膜中的电化学和生物传感性质[J]. 王晓燕,姜慧君. 功能材料与器件学报. 2008(06)
[7]纳米材料修饰电极及其在电分析化学中的应用[J]. 姜灵彦,刘传银,蒋丽萍,陆光汉. 化学研究与应用. 2004(05)
[8]超氧阴离子自由基对生物体的作用机理研究[J]. 刘占才,牛俊英. 焦作教育学院学报. 2002(04)
[9]接触角及其在表面化学研究中的应用[J]. 赵振国. 化学研究与应用. 2000(04)
[10]氧自由基致损伤的分子生物学机制[J]. 杨保收,陈越,龚伟,金久善. 中国兽医杂志. 1999(01)
博士论文
[1]基于功能纳米材料的高性能生物传感器件及其生物分子检测[D]. 史转转.西南大学 2018
[2]纳微光/电探针的构建及对单细胞生物活性分子的原位检测[D]. 马晓清.西南大学 2017
[3]基于纳米结构阳极的腐败希瓦氏菌胞外电子传递机理研究[D]. 邹龙.西南大学 2016
[4]几种过渡金属氧化物及其纳米复合材料的电化学传感应用[D]. 张莉.安徽师范大学 2016
[5]生物活性小分子电化学传感界面的构建及其细胞释放的实时检测[D]. 胡芳馨.西南大学 2015
[6]基于碳纳米材料的一氧化氮电化学传感器的制备及生物医学应用研究[D]. 郑冬云.武汉大学 2010
[7]碳纳米杂化材料的电学性质研究[D]. 谭琳.兰州大学 2010
硕士论文
[1]基于功能化的石墨烯或硫化钼纳米复合膜电化学传感器的构建及应用[D]. 谭正伟.青岛科技大学 2018
[2]基于Mn-SOD模拟酶的新型超氧阴离子电化学传感器的构建及性能研究[D]. 武聪.河北科技大学 2018
[3]铜配合物纳米复合体系的构建及其催化超氧负离子自由基歧化的性能研究[D]. 刘贤文.安徽师范大学 2017
[4]细胞器内超氧阴离子双光子荧光成像研究[D]. 刘晓.山东师范大学 2016
[5]超氧阴离子及过氧化氢无酶型电化学传感器的研究[D]. 翟淼.河北科技大学 2016
[6]功能化石墨烯纳米复合物及其生物小分子电化学实时传感研究[D]. 李嘉琳.西南大学 2015
[7]电化学传感器在细胞活性氧检测及生物学效应研究中的应用[D]. 高丽霞.西南大学 2015
[8]葡萄糖和超氧阴离子电化学传感器研究[D]. 褚晓晨.湖南大学 2011
[9]氧化还原蛋白质的直接电化学及其模拟物在抗氧化分析中的应用[D]. 王孟冬.湖南大学 2010
[10]超氧自由基相关生物传感检测技术研究[D]. 刘磊.湖南大学 2007
本文编号：3461021
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
O2与其他ROS之间的反应关系
细胞可通过多种途径产生 O2 ，主要包括以下几种（图1.2）[8-11]：① 线粒体（mitochondria）：线粒体是细胞中产生 O2 最多的部位，氧气在其
内并保持相对稳定的动态平衡，能协助细胞进行正常的生长和新陈代谢，且具有独特的生理作用[12]。其生理作用主要包括参与抗感染免疫；协助清除褪变、突变和衰老的细胞；参与合成前列腺素、甲状腺素和凝血酶原；参与药物和毒物的解毒等[10,13-15]。适度水平下，O2 在细胞内的浓度降低或升高，会导致细胞产生一些瞬间变化，包括生殖能力减弱及防御能力降低等。与此同时，细胞也会启动自我修复和调节机制，不会产生不可逆损伤[12, 16, 17]。但是当细胞产生过量 O2 时，会导致一系列毒副作用，对细胞造成不可逆的氧化损伤并对特定信号通路产生影响，包括引起自由基失活、损伤脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid，DNA）、造成基因突变、对氨基酸及蛋白质造成损伤、以及其他生物分子的损伤等[8,18-21]。这些毒副作用对机体的影响进一步引起生理病变，包括生物体的衰老、神经元退变疾病、心血管疾病、癌症等[6, 12]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]TiAl6Vi4表面超疏水修饰后的体外抑菌实验[J]. 张巍,张里程,张立海,魏军强,唐佩福. 中国组织工程研究. 2014(21)
[2]超氧阴离子自由基电化学分析的新进展[J]. 王振,张立敏,田阳. 分析化学. 2014(01)
[3]超氧化物歧化酶及其应用的研究进展[J]. 徐靖. 食品工业科技. 2013(12)
[4]纳米材料性质及应用[J]. 赵玉岭. 煤炭技术. 2009(08)
[5]纳米材料在电化学生物传感器中的应用[J]. 扎热木.萨迪克,都颖,徐静娟,陈洪渊. 分析科学学报. 2009(02)
[6]辣根过氧化物酶在多壁碳纳米管——壳聚糖膜中的电化学和生物传感性质[J]. 王晓燕,姜慧君. 功能材料与器件学报. 2008(06)
[7]纳米材料修饰电极及其在电分析化学中的应用[J]. 姜灵彦,刘传银,蒋丽萍,陆光汉. 化学研究与应用. 2004(05)
[8]超氧阴离子自由基对生物体的作用机理研究[J]. 刘占才,牛俊英. 焦作教育学院学报. 2002(04)
[9]接触角及其在表面化学研究中的应用[J]. 赵振国. 化学研究与应用. 2000(04)
[10]氧自由基致损伤的分子生物学机制[J]. 杨保收,陈越,龚伟,金久善. 中国兽医杂志. 1999(01)
博士论文
[1]基于功能纳米材料的高性能生物传感器件及其生物分子检测[D]. 史转转.西南大学 2018
[2]纳微光/电探针的构建及对单细胞生物活性分子的原位检测[D]. 马晓清.西南大学 2017
[3]基于纳米结构阳极的腐败希瓦氏菌胞外电子传递机理研究[D]. 邹龙.西南大学 2016
[4]几种过渡金属氧化物及其纳米复合材料的电化学传感应用[D]. 张莉.安徽师范大学 2016
[5]生物活性小分子电化学传感界面的构建及其细胞释放的实时检测[D]. 胡芳馨.西南大学 2015
[6]基于碳纳米材料的一氧化氮电化学传感器的制备及生物医学应用研究[D]. 郑冬云.武汉大学 2010
[7]碳纳米杂化材料的电学性质研究[D]. 谭琳.兰州大学 2010
硕士论文
[1]基于功能化的石墨烯或硫化钼纳米复合膜电化学传感器的构建及应用[D]. 谭正伟.青岛科技大学 2018
[2]基于Mn-SOD模拟酶的新型超氧阴离子电化学传感器的构建及性能研究[D]. 武聪.河北科技大学 2018
[3]铜配合物纳米复合体系的构建及其催化超氧负离子自由基歧化的性能研究[D]. 刘贤文.安徽师范大学 2017
[4]细胞器内超氧阴离子双光子荧光成像研究[D]. 刘晓.山东师范大学 2016
[5]超氧阴离子及过氧化氢无酶型电化学传感器的研究[D]. 翟淼.河北科技大学 2016
[6]功能化石墨烯纳米复合物及其生物小分子电化学实时传感研究[D]. 李嘉琳.西南大学 2015
[7]电化学传感器在细胞活性氧检测及生物学效应研究中的应用[D]. 高丽霞.西南大学 2015
[8]葡萄糖和超氧阴离子电化学传感器研究[D]. 褚晓晨.湖南大学 2011
[9]氧化还原蛋白质的直接电化学及其模拟物在抗氧化分析中的应用[D]. 王孟冬.湖南大学 2010
[10]超氧自由基相关生物传感检测技术研究[D]. 刘磊.湖南大学 2007
本文编号：3461021
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/swxlw/3461021.html
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