（分析化学专业论文）新型纳米材料修饰电极及其对蛋白质的生物电化学研究.pdf

2 0 0 6 届博士学位论文中文摘要 新型纳米材料修饰电极及其对蛋白质的生物电化学研究 摘要 2 1 世纪纳米技术引起了世界各国政府和科学界的高度关注，掀起了新轮 的技术浪潮，它已经成为人们关注的焦点和研究的重要领域，毫无疑问，“纳米 科技革命”已经来临。 当物质小到纳米数量级时，会产生独特的表面效应、体积效应、量子尺寸效 应和宏观量子隧道效应等，其电学、磁学、光学和化学性质也相应地发生显著的 变化，呈现出常规材料不具备的优越性能。因此，纳米材料在催化、电子材料、 微器件、增强材料及传感器材料等方面有着“阔的应用前景。电化学过程与电极 材料的表面性质有关，如果将纳米材料修饰在电极的表面，基于其尺寸效应和介 电限域效应等特性，能增大电流响应，降低检测限，大大提高检测的灵敏度，可 以用于许多微量的生物活体样品的分机。 蛋白质和酶等生物大分子是构成生命的主要基元，参与完成生命体中的新陈 代谢等许多生理过程，同时在这些生命过程中很多蛋白质和酶都要经历电子转移 过程，在其氧化型和还原型之间相互转化。从某种意义上讲，研究生命过程实质 上就是研究生物体中的电子传递过程。因此，用电化学方法来研究蛋白质的电子 传递过程有着特别的优越性。 氧化还原蛋白质在电极上的电化学研究是生物电化学界和生命科学界非常 关注的研究问题。它的研究对于人们获得蛋白质的热力学和动力学性质深入认 识蛋白质和酶等生物大分子在生命体内的生理作用及电子传递反应、传递机制以 及丌发新型生物传感器、新型生物燃料电池等生物电子器件具有重要的理论和应 用指导意义。因此，寻找更有效的方法实现蛋白质的直接电化学、通过研究蛋白 质的直接电子转移以进一步揭示生物体系氧化还原过程的机制、制备性能优越稳 定可靠的第三代生物传感器以满足生物医学、环境检测和工业快速分析的需要， 必将成为该领域的发展趋势。 纳米材料独特的比表面积大、催化活性高、亲和力强的特点，使其能活化电 极表面，加速蛋白质的活性中心与电极间的直接电子转移，同时最大限度地保持 蛋白质的生物活性。将纳米技术应用于蛋白质的电化学分析研究，是一个崭新的 领域，有利于创新性地建立一些新理论、新技术和新方法。 本论文工作是导师会利通教授领导的国家自然科学基金项目和高等学校博 士点基金项目的部分工作内容，致力于研制新型纳米材料和纳米修饰电极( 电化 学传感器) ，以量子点、s i 0 2 等多种纳米材料作为氧化还原蛋白质反应平台，构 2 0 0 6 届博士学位论文中文摘要 筑可以加速蛋白质与电极间电子转移过程的纳米材料修饰电极。以电化学方法作 为主要研究手段，结合多种表征方法，探讨蛋白质在纳米材料修饰电极上的电化 学行为，既获取了蛋白质电子转移的动力学参数，也为研制无介体的生物传感器 提供了初步模型。同时，积极开展蛋白质直接电化学的机理研究，建立血红蛋白、 肌红蛋白等蛋白质的新型电化学检测方法，并将其应用于实际样品的检测，为生 命科学及其相关领域的研究提供许多重要的分析方法。本论文工作努力实现将纳 米技术、生命科学和电分析化学三者的有机结合。全文共分五个部分： l 。翡谗鬟摹麓彝瀵鞋 本部分内容主要包括纳米技术与纳米材料发展概况、纳米材料在生物电化学 中的应用、蛋白质的电化学研究三部分。文中简要介绍了纳米材料特性、制备、 表征等，着重介绍了纳米材料在生物电分析方面的应用；综述了氧化还原蛋白质 的电化学研究意义和进展；详细综述了氧化还原蛋白质的直接电化学方法。 臻赫攀簿舔镌缡壤蝴暌撩躺穗曛：凌辫赫魄黪警塑蛾藤畿壤蘩墨霉) | 本章研制了核壳型纳米t b s i 0 2 和纳米聚硫堇两种含介体的新型纳米材料 修饰电极，实现了对血红蛋白( h b ) 的电化学研究，并用于人体血液中h b 的测 定，获得了满意的结果。 第专毒蘩j 螽麟囊确娥镳麟獭籀糕翻麓翻黼黪倦骚源研 究 采用反相微乳液技术合成了以甲苯胺蓝( t b ) 为核，二氧化硅( s i 0 2 ) 为 壳的纳米粒子，不仅具有良好的生物兼容性，而且作为电子传递介体的t b 包埋 于纳米s i o z 颗粒的三维网状结构中，有效防止了介体的流失，提高了电极的稳 定性。 第二繁。燃壤瓣黛礁熊；曦撩嬲制蕉纛鬃纛萋蝴馥姆臻穆羽啦蒸鬃囊、盼研 窕 通过在玻碳电极上硫堇( t n ) 的电化学聚合制备了纳米聚硫堇修饰电极，用 a f m 、u v - v i s 、f t i r 等手段对纳米聚硫堇进行了表征；研究了纳米聚硫堇修饰 电极的电化学性质及血红蛋白在该修饰电极上的电化学行为。结果表明，纳米硫 堇修饰电极对h b 具有良好的催化还原作用，且还原峰电流与h b 浓度呈良好的 线性关系，相比硫堇单体修饰电极具有更好的稳定性和催化效果。 2 0 0 6 届博士学位论文 中文摘要 l 溅。鳓激霹赫蠢修镰越凝瓤黼肇饔l 绷藤i 藤蛙缀城黼德碧绷定繇究( 第 益牵薹 研究了纳米铁氰化钴( c o h c f ) 修饰电极的制备方法，用a f m 、c v 等方 法对所制备电极的性能进行表征，并与传统电化学沉积法制备的c o h c f 修饰电 极进行比较；分别研究了该纳米c o h c f 修饰电极对谷胱甘肽( g s h ) 、半胱胺酸 ( l - c y s ) 和血红蛋白( h b ) 的电化学响应机理。实验结果表明，该修饰电极在 + o 8 v 电位处对g s h 、l c y s 有良好的催化氧化作用，在0 2 5 v 电位处对h b 有 电好的催化还原作用。在此基础上，我们构筑了用于g s h 和h b 直接检测的双 电极分析装置，无需分离系统，可实现g s h 和h b 的同时快速检出。 糯：p v w c o s 餐鬻潼瞩瓣劂蘩麟糕纛貔瓣蓑簇蕊麓睦毽濑邃疆糍( 篇 豳；誊藏蘩莪 第四攀i 蘩螂潞辩震懒嘲麟期簿瓣簧羲醯蘩藕蕊謦静篷壤辔纯攀谚究 成功实现了量子点化学修饰电极的制各及其用于蛋白质的电化学测定。所制 备的聚乙烯吡咯烷酮( p v p ) 表面修饰硫化镉( c d s ) 量子点( p c q d s ) ，通过t e m 、 x r d 、f t i r 等手段进行了表征；将其修饰在玻碳电极( g c ) 表面制得量子点修饰 电极，并研究了血红蛋( j ( h e m o g l o b i n ，h b ) 和肌红蛋( m y o g l o b i n ，m b ) 在该量子 点修饰电极上的电化学行为。实验结果表明，血红素蛋白h b 和m b 在p v p c d s 量子点修饰电极上都有良好的电化学响应。流动注射分析结果进一步表明该量子 点修饰电极具有高的稳定性和好的重现性，该电极可作为检测血红蛋白和肌红蛋 白的新型高灵敏度电化学传感器。将该方法用于全血中血红蛋白的测定，也获得 了良好的结果 鸯簿攀i 鬃獭麓蘸蕊麟麟曛隧纂嘲鹅黼鳓鳜鞠麓瀚黼麟麟蘸襄 探讨了蛋白质色谱柱的制备及蛋白质的h p l c e c d 模式的建立。采用整体 柱制备技术，制备了新型高效( 苯乙烯一二乙烯苯一甲基丙烯酸) 三元共聚物连续 棒疏水色谱柱，扫描电镜显示其具有大孔网络结构，从而表现出良好的通透性。 以乙腈一水为流动相在流速2 0 m l m i n 时，柱压仅为3 3 m p a 。首次将浚色谱柱与 自制的量子点修饰电极电化学检测器联用，实现了对血红蛋白、肌红蛋白和细胞 色素c 三种蛋白质的分离检测，与传统的u v 检测法相比，灵敏度提高，检测限 降低了2 个数量级。该方法简便、成本低且重现性好，具有很好的发展前景。 v 壤红鞘镬骧国壤缀豢凝豢舔鹾瞩懒蟾i 酲勰喾穰襄熬券，七索) 分别采用自组装技术和层层组装技术构筑z n s 量子点和s i 0 2 纳米修饰 2 0 0 6 届博士学位论文 中文摘要 电极，研究了在电极功能界面上蛋白质的直接电化学行为，及其对氧气和 过氧化氢的类似酶催化特性及机理。 舅鞲拳一鞣灏嘲鬻糕麓濑麴麟豢鹤麟灏黼蝴攀舔黎 制备了基于量子点( q d s ) 自组装修饰金电极，并首次成功地将血红蛋 白( h b ) 固定在该量子点修饰电极表面。通过z n s 量子点表面的功能化设 计，使得表面羧基化的z n s 具有较好的可溶性和生物兼容性。由于z n s 量 子点表面的羧基提供了更多的蛋白质的结合位点，有效提高了h b 在电极表 面的负载量；同时由于z n s 量子点具有良好的导电性，使得h b 在此功能界 面上可实现快速直接电予转移。由该羧基化z n s 量子点制得的h b z n s q d s l c y s a u 电极显示了高的灵敏度、良好的稳定性和重现性。本工作拓 宽了量子点传统应用于荧光标记或光学检测的范围。 第辫零霉藤潺鬻虢麟嫩蒺蒸德缫麓蒸蝴薅纛 创新性地报道了基于表面蒸汽溶胶凝胶法的层层组装蛋白质膜 f h b s i 0 2 r d g c 修饰电极的构建方法。预处理好的玻碳电极表面形成带有丁f 电荷 的p d d a 前驱膜后，正硅酸乙酯( t e o s ) 的蒸汽遇到电极表面的水滴，经过水 解作用，在电极表面形成均匀的s i 0 2 溶胶，然后浸泡在含血红蛋白的溶液( p h 5 0 ) 中，通过静电作用在s i 0 2 溶胶表面( p i = 2 3 ，带负电) 组装上h b ( 带正电， p i 一7 4 ) ，如此交替，即可进行层层组装。分别从温度、p h 值及组装时问等细节 优化了电极的制备条件，采用电化学交流阻抗( e i s ) 、循环伏安扫描( c v ) 等 电化学方法对电极的层层组装过程进行监测。结果表明，经过1 6 层组装所得 h b s i 0 2 。g c 均表现出对h b 良好的直接电化学响应。所得的 h b s i 0 2 g c 电 极对0 2 和h 2 0 2 具有良好的催化还原的生物传感特性。与其它传统的基于聚合 物或纳米粒子的层层组装蛋白质膜修饰电极相比，血红蛋白在该功能界面上具有 更高的电活性表面浓度，对氧气、过氧化氢的电催化的灵敏度也有所提高，这主 要与蒸汽沉积所得s i 0 2 独特的孔隙结构直接相关。该方法拓展了现有蛋白质固 定方法的实际应用领域，为构筑基于蛋白质直接电化学的第三代生物传感器奠定 基础。 综量纛潍t i 糊黧瀚鬻鬻麟勰鬻瀵瀵蘩群 1 成功实现了p v p c d s 量子点化学修饰电极的制备及其用于蛋白质的电化 学研究： 2 首次将p v p c d s 量子点修饰电极作为电化学检测器与自制的蛋白质色谱 柱联用，实现了对三种蛋白质的分离检测，该方法简便、灵敏度高、检测限低且 2 0 0 6 届博士学位论文 中文摘要 重现性好，具有良好的发展前景； 3 制备了纳米铁氰化钴( c o h c f ) 修饰电极，并分别研究了该修饰电极对 谷胱甘肽( g s h ) 、半胱氨酸( l c y s ) 和血红蛋白( h b ) 的电化学响应机理， 构筑了用于g s h 和h b 直接检测的双电极分析装置，无需分离系统，可实现g s h 和h b 的同时快速检出； 4 制备了z n s 量子点自组装修饰电极，并首次成功地将血红蛋白( h b ) 固 定在该修饰电极表面，有效提高了h b 的负载量，使得h b 在此功能界面上可实 现快速直接电子转移。本工作拓宽了量子点传统应用于荧光标记或光学检测的范 围； 5 创新性地报道了结合表面蒸汽s 0 1 _ g e l 的层层组装蛋白质膜修饰电极的构 建方法。所得 h b s i 0 2 。g c 电极能实现h b 的直接电化学，对0 2 和h 2 0 2 具有 良好的催化还原生物传感特性。该方法拓展了现有蛋白质固定方法的实际应用领 域，为构筑基于蛋白质直接电化学的第三代生物传感器提供技术支撑。 关键词纳米材料量子点修饰电极氧化还原蛋白质生物电化学 2 0 0 6 d e s s e r t a t i o nf o rp h d s t u d yo nn o v e ln a n o m a t e r i a lm o d i f i e de l e c t r o d e sa n d i t sa p p l i c a t i o n si nb i o e l e c t r o c h e m i s t r yo fp r o t e i n s a b s t r a c t t o d a y ，n a n o s c i e n c ea n dt e c h n o l o g yh a se n t e r e dt h el i m e l i g h ta n dh a sb e e n i n v e s t i g a t e de x t e n s i v e l yb yg o v e r n m e n t sa n ds c i e n t i s t sa l lo v e rt h ew o r l d i ti so u to f q u e s t i o n t h a tt h er e v o l u t i o no fn a n o t e c hi s c o m i n g d u r i n gt h ep a s td e c a d e s ， n a n o s t r u c t u r e dm a t e r i a l sh a v eb r o u g h tn e wc h a n c e sa n dc h a l l e n g e st op h y s i c s ， c h e m i s t r y , b i o l o g y ，a sw e l la sa l ls e c t o r so ft e c h n o l o g y n a n o t e c hi si nf a s h i o n ，f o r t h e r ea r ef a s h i o nt r e n d se v e ni ns c i e n t i f i cw o r l d w ea r eo nt h ev e r g eo fan e w s c i e n t i f i ca n dt e c h n o l o g i c a le r a ，t h es t a n d a r do fw h i c hi st h en a n o s t r u c t u r e dm a t e r i a l s i nr e c e n tw o r k ，i th a sb e e nd i s c o v e r e dt h a tm a t e r i a l si nt h en a n o s i z es c a l e ( 1 1 0 0 n m ) d i s p l a ys i z e d e p e n d e n to p t i c a l ，m a g n e t i c ，e l e c t r o n i ca n dc h e m i c a lp r o p e r t i e s e x c e p t t h e s e ，n a n o m a t e r i a l sh a v eu n k n o w nc h e m i c a la n dp h y s i c a lp r o p e r t i e st h a t d i f f e r g r e a t l yf r o mt h eb u l ks u b s t a n c e s t h e r e f o r e ，n a n o p a r t i c l e sc a nb ea p p l i e dt om a n y f i e l d s ，s u c ha so p t i c a ld e v i c e s ，e l e c t r o n i cd e v i c e s ，c a t a l y s i s ，s e n s o rt e c h n o l o g y ，a n d b i o m o l e c u l a rl a b e l i n g ，e t c ，w h i c hi sa l s ot h er e a s o nt h a tab u r s to fr e s e a r c ha c t i v i t i e s h a v eb e e nf o c u s e do nn a n o p a r t i c l e s m o d i f i e de l e c t r o d e sb a s e do nn a n o m a t e r i a l sc o m b i n e dw i t hh i g hs u r f a c ea r e a a n dg o o de l e c t r o c a t a l y t i ca b i l i t i e st h a tc a nl a r g e l yi m p r o v ee l e c t r i c a lr e s p o n s e sa n d t h ed e t e c t i o ns e n s i t i v i t y t o d a y ，m a n yw o n d e r f u ln a n o s t r u c t u r e dm a t e r i a l sh a v eb e e n a p p l i e di ne l e c t r o a n a l y t i c a lc h e m i s t r ya n ds o m ei m p o r t a n tp r o g r e s s e sa l o n gt h e s e t o p i c sh a v er e c e n t l ya c h i e v e d b i o m a c r o m o l e c u l ai n c l u d i n gp r o t e i n sa n de n z y m e sa r et h ep r i m a r yg r o u p so fl i f e t h e ya r ei n v o l v e di nm e t a b o l i s ma n do t h e ri m p o r t a n tp h y s i o l o g i c a lp r o c e s s e s ，w h i c h a r ec h a r a c t e r i s t i c so fe l e c t r o nt r a n s t e rb e t w e e nt h e i r eo x i d a t i o na n dr e d u c t i o ns t a t e s t h e r e f o r e ，t os t u d yt h ep r o c e s so fl i f ei st oi n v e s t i g a t et h ee l e c t r o nt r a n s m i t t i o ni n e s s e n c e d i r e c te l e c t r o c h e m i s t r yo fr e d o xp r o t e i n sa n de n z y m e sh a sa r o u s e dg r e a ti n t e r e s t i n b i o l o g i c a la n db i o e l e c t r o c h e m i c a lf i e l d s s t u d i e so nd i r e c te l e c t r o c h e m i s t r yo f r e d o xp r o t e i n s e n z y m e sc a nb eu s e dt oe x t r a c te s s e n t i a l p h y s i c o c h e m i c a ld a t a c o n c e r n i n gt h ek i n e t i c sa n de n e r g e t i c so fp r o t e i nr e d o xr e a c t i o n s ，p r o v i d i n g m e c h a n i s t i cs t u d i e so fe l e c t r o ne x c h a n g ea m o n gp r o t e i n si n b i o l o g i c a ls y s t e m s 2 0 0 6 d e $ s g r t a t i o nf o rp h da b s t r a c t m o r e o v e r ，d i r e c te l e c t r o nt r a n s f e rb e t w e e ni m m o b i l i z e de n z y m ea n du n d e r l y i n g e l e c t o d ec a ne s t a b l i s haf o u n d a t i o nf o r f a b r i c a t i n gn e wk i n d so fm e d i a t o r - f r e e b i o s e n s o r s ，b i o f u e lc e l l s ，b i o r e a c t o r s t h en a n o s t r u c t u r e dm a t e r i a l sc a ng r e a t l ye n h a n c et h ea c t i v es u r f a c ea v a i l a b l ef o r p r o t e i nb i n d i n go v e rt h eg e o m e t r i c a la r e a ，a n dm a i n t a i nt h ep r o t e i n s p h y s i o l o g i c a l a c t i v i t y w i t h o u td e t e c t a b l ed e n a t u r a t i o n t h i sd i s s e r t a t i o nr e s e a r c hf o c u s e so n d e v e l o p i n gm o d i f i e de l e c t r o d e sb a s e do nn a n o s t r u c t r u e dm a t e r i a l s ，w h i c hi so n eo f m o s ta c t i v ea r e a si ne l e c t r o a n a l y t i c a lc h e m i s t yo fp r o t e i n s w ea r ea d h e r i n gt oa n o r g a n i cc o m b i n a t i o no fe l e c t o a n a l y t i c a lc h e m i s t r y , n a n o t e c h n o l o g ya n dp r o t e i n s c h e m i s t r y o fc o u r s e ，i ti san e wa r e aw o r t h yo fa t t e n t i o na n di ti sa l s oh e l p f u lt os e t u pn e wm e t h o d s ，n e wt e c h n i q u e sa n 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o v i d e as u i t a b l em i c r o e n v i r o n m e n tf o rp r o t e i n ，b u ta l s o e f f e c t i v e l ya v o i dt h e l e a k a g e o fd y e c o r e ，r e s u l t i n g i n g o o db i o c o m p a t i b i l i t y a n ds t a b l e c a t a l y t i c c h a r a c t e r i s t i c s t h en e w l yd e v e l o p e de l e c t r o d es h o w e de x c e l l e n te l e c t r o c a t a l y t i c r e d u c t i o na b i l i t yf o rr e d o xp r o t e i n ，h b i nc h a p t e r2 2 ，ap o l y ( t h i o n i n e ) n a n o p a r t i c l e sm o d i f i e dg l a s s yc a r b o ne l e c t r o d e ( p t n g c e ) h a sb e e np r e p a r e db yat w o s t e pe l e c t r o p o l y m e r i z a t i o nm e t h o d a t o m i c f o r c e m i c r o s c o p y ( a f m ) ，u v - v i ss p e c t r u m a n df o u r i e rt r a n s f o r mi n f r a r e d s p e c t r o m e t r y ( f t i r ) w e r eu s e dt o e v a l u a t ep o l y ( t h i o n i n e ) n a n o p a r t i c l e s ，t h e e l e c t r o c h e m i c a l p r o p e r t i e s o f p o l y ( t h i o n i n e ) n a n o p a r t i c l e s a sw e l la st h e e l e c t r o c h e m i c a lb e h a v i o r so fh bo np t n g c eh a db e e ns t u d i e d t h er e s u l t ss h o w e d t h a tt h em o d i f i e de l e c t r o d ee x h i b i t e ds i g n i f i c a n te l e c t r o c a t a l y t i ca c t i v i t yf o rt h e r e d u c t i o no fh b ，a n dt h er e d u c t i o nc u r r e n t sw e r el i n e a rt ot h ec o n c e n t r a t i o n so fh bi n a q u e o u ss o l u t i o n s i na d d i t i o n ，t h er e s u l t so ff l o wi n j e c t i o na n a l y s i s ( f i a ) f u r t h e r s u g g e s t e dh i g hs t a b i l i t ya n dr e p r o d u c i b i l i t yo fp t n g c ea n dt h i sm e t h o dw a sa p p l i e d 2 0 0 6 d e s s e r t a t i o nf o rp h d a b s t r a c t t ot h ed e t e r m i n a t i o no fh bi nt h ew h o l eb l o o d 2 jj ；黧囊酾瀚蘸! 秘囊囊i 翻麟鞠蛹遁蘸灏黛”鬃确黼酶瀚骥麟耪粕溉赫鞠 t 螨蠢魍磷瓣i 黼国躐餐甜i 麟黼罐瓶箍谶谴蠢藤；鳓矗黼i 瞒 i nt h i sp a r t ，an e wm e t h o dt op r e p a r en a n o s i z e dc o b a l th e x a c y a n o f e r r a t e ( c o h c f ) m o d i f i e de l e c t r o d eh a sb e e nb r o u g h to u t t h er e s u l t a n te l e c t r o d ew a sc h a r a c t e r i z e db y a t o m i cf o r c em i c r o s c o p y ( a f m ) a n dc y c l i cv o l t a m m a g r a m s ( c v s ) ，c o m p a r i n gw i t h t h eg e n e r a lc o h c fm o d i f i e de l e c t r o d ef a b r i c a t e db yat r a d i t i o n a le l e c t r o c h e m i c a l d e p o s i t i o n t h ee l e c t r o c h e m i c a lb e h a v i o ro ft h i o l sa n dp r o t e i n s a tt h i sn a n o s i z e d c o h c fc m eh a sb e e ns t u d i e d i nc o m p a r i s o nw i t hb a r eg l a s s yc a r b o n ( g c ) e l e c t r o d e a n dag e n e r a lc o h c fc m ew h i c hw a st r a d i t i o n a le l e c t r o d e p o s i t e d ，t h ep r e s e n t n a n o s i z e dc o h c fc m e e f f i c i e n t l y e x h i b i t e d e l e c t r o c a t a l y t i c o x i d a t i o nf o r g l u t a t h i o n e ( g s h ) a n dl c y s t e i n e ( l - c y s ) a t + o 8va n de l e c t r o c a t a l y t i cr e d u c t i o n f o rh e m o g l o b i n ( h b ) a tt h ep o t e n t i a lo f o 2 5vw i t hr e l a t i v e l yh i g hs e n s i t i v i t y , o u t s t a n d i n gs t a b i l i t ya n dl o n g l i f e b a s e do nt h ea b o v ei n t e r e s t i n gr e s u l t s ，w e d e v e l o p e dad i - - a r r a y - e l e c t r o d et od i r e c td e t e r m i n a t i o no fg s h a n dh bs i m u l t a n e o u s l y a n dr a p i d l yw i t h o u ts e p a r a t i o ns y s t e m 氯1 l 】l 潮熟璃i 彝赫赫黼黼稳馥龋黪蠢麟稀螨漾酶! 镳i 萄馥l 黼翻颡簸鹾 i ! i _ 鼬 p 蜘蛰醴j | l 簋i 囊鞣蕊戮魏蕊黪 i nc h a p t e r4 ，q u a n t u md o t s ( q d s ) h a v eb e e ns u c c e s s f u l l y a p p l i e d i nt h e p r e p a r a t i o n o fc h e m i c a l l ym o d i f i e de l e c t r o d e ( c m e ) i nt h ee l e c t r o c h e m i c a l d e t e r m i n a t i o n ( e c d ) o fp r o t e i n s c h a r a c t e r i s t i c so fp v p c a p p e dc d sq u a n t u md o t s ( p c q d 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l i n i cb l o o ds a m p l e s 谢ma d v a n t a g e so fs e n s i t i v e n e s s ，s p e e d i n e s s ， e a s yc o n t r o la n ds m a l ls a m p l e - c o n s u m p t i o n i nc h a p t e r5 ，c o m b i n a t i o no fp v p c d se l e c t r o c h e m i c a ld e t e c t o ra n dh o m e m a d e c h r o m a t o g r a p h i cc o l u m no fp r o t e i n sw a ss t u d i e d an o v e lh i g he f f i c i e n c yr o d s h a p e ! ! ! 竺望! ! ! ! ! ! ! ! 堕! 鱼! ! ! ：望：垒皇! ! 垡盟 p o l y ( s t y r e n e c o d i v i n y l b e n z e n e c o m e t h a c r y l i c a c i d ) h i g hp e r f o r m a n c e c h r o m a t o g r a p h i cc o l u m nw a s f a b r i c a t e db yi ns i t up o l y m e r i z a t i o nw i t h i nad r ye m p t y s t a i n l e s ss t e e lc o l u m nt oo v e r c o m et h ed i s a d v a n t a g eo ft h ep a c k i n gc o l u m n s c a n n i n g e l e c t r o nm i c r o g r a g h ( s e m ) r e v e a l e dt h em a c r o p o r e so ft h ec o p o l y m e rc o l u m nm e d i a i th a de x c e l l e n tp e r m e a b i l i t ya n da l s os h o w e dh i g he f f i c i e n c yt os e p a r a t ef i v ek i n d so f p r o t e i n sr a p i d l y p v p c d sq d sm o d i f i e de l e c t r o d ew a su s e da sw o r k i n ge l e c t r o d e ， c o m b i n e dw i t ht h eh o m e n l a d ec o l u m n ，t oc o n s t r u c tan e wh p l c e c ds y s t e mt o s e p a r a t ea n dd e t e c tp r o t e i n s t h r e ep r o t e i n s ，i n c l u d i n gh e m o g l o b i n ( h b ) ，m y o g l o b i n ( m b ) ，a n dc y t o c h r o m ec ( c y t - c ) ，w e r es e p a r a t e d a n dd e t e c t e di nt h er e s u l t i n g h p l c e c ds y s t e ma n ds n i s f i e dr e s u l t sh a v eb e e no b t a i n e d r e s u l t si n d i c a t et h a tt h e p e a kc u r r e n t s o ft h e s e t h r e ep r o t