基於氧化還原電容的生物巰基化合物電化學分析

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生物巰基化合物是生物體氧化還原穩態的重要組成部分，測量體內生物巰基化合物水平將有助於對引發一系列人類疾病的生物氧化應力進行理解和控制。中南大學的劉正春教授與美國馬里蘭大學的Gregory F. Payne教授合作，在電化學分析技術中引入氧化還原電容修飾電極，構建化學信息提取的新方法，實現對生物巰基化合物的高靈敏度檢測，檢測限低於1 pM，線性響應範圍跨越5個數量級 (1 pM to 0.1 μM)。該方法的建立拓寬了電化學對信號處理的能力，為電化學在醫藥診斷和食品/環境監測等領域的應用提供新思路。

該方法的基本過程如下：首先，在金電極上組裝氧化還原薄膜電容，利用陰極電沉積法在金電極上組裝殼聚糖膜，並通過陽極氧化接枝鄰苯二酚實現對殼聚糖的修飾。鄰苯二酚修飾的殼聚糖薄膜不導電但具有氧化還原活性，很容易與擴散到薄膜內的氧化還原活性物質進行電子交換；其二，在電解液中加入氧化還原介質，Ru3+(E° = -0.2 V)和Fc (E° = +0.25 V),其中的Ru3+能夠通過氧化還原的還原過程將電子從電極傳遞給薄膜(實現電容充電) ，Fc能夠通過氧化還原的氧化過程將電子從薄膜傳遞給電極 (實現電容放電)；其三，變化電極電位實現對還原性或氧化性氧化還原循環過程的系統驅動，氧化還原電容通過一定方式干擾氧化還原信號，產生特定的電信號，獲取電解液中的化學信息。

利用該體系中氧化還原電容對信號的放大效應以及生物巰基化合物在金電極上的自組裝帶來的Fc 氧化信號的定量衰減，可實現對溶液中的生物巰基化合物的高靈敏檢測。

這一研究成果發表於《Analytical Chemistry》上。

該論文作者為：Zhengchun Liu, Yi Liu, Eunkyoung Kim, William E. Bentley, Gregory F. Payne

http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.analchem.6b01394

Electrochemical Probing through a Redox Capacitor To Acquire Chemical Information on Biothiols

Anal. Chem.,2016,88, 7213–7221, DOI: 10.1021/acs.analchem.6b01394

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