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1、运城学院学士学位论文学 士 学 位 论 文系 别：应 用 化 学 系 学科专业： 化 学 姓 名： 赵 小 雨 运 城 学 院2014年5月零流电位法研究凝集素与糖的相互作用 系 别：应 用 化 学 系学科专业： 化 学 姓 名： 赵 小 雨 指导教师： 杨 海 英 运 城 学 院2014年5月零流电位法研究凝集素与糖的相互作用 摘要: 本论文基于界面电位检测，设计了一种新型的电化学检测系统。在新型电化学检测系统中，采用线性扫描电位，记录I-E(电流一电位)曲线。将I-E曲线上电流为零时的扫描电位定义为零流电位，将检测零流电位的技术称之为零流电位法。本文用这种新的电化学方法 零流电位法研究了铅
2、笔芯电极表面的伴刀豆球蛋白（Con A）膜与甘露聚糖（mannan）的相互作用，在实验中通过零流电位法检测了Con A吸附于铅笔芯的最佳时间；测定了吸附于铅笔芯的Con A与mannan的相互作用的I-E曲线及其零流电位值Ezcp，由实验结果得出，当浓度固定时，随着时间的增大，测定的I-E曲线沿着电位轴逐渐正移，此时零流电位值Ezcp也逐渐增大，零流电位值Ezcp与作用时间t的关系曲线算出两者作用的线性回归方程与表观速率常数kobs.；当浓度改变时，随着浓度的增大，测定的I-E曲线沿着电位轴逐渐负移，此时零流电位值Ezcp也逐渐减小，发现零流电位值Ezcp与甘露聚糖浓度的对数logman的关系
3、曲线成线性，由此计算出Con A与mannan的表观结合常数与结合比a。关键词：零流电位法；伴刀豆球蛋白；甘露聚糖Investigations of Lectins-Sugar Interactionin Zero Flow Potential MethodAbstract: In this paper, based on the interface potential detection, a new type of electrochemical detection system is designed. This new type of electrochemical detection
4、 systemuses the linear potential scanning and records I - E (electric-current) curve.Withscan potential current being zero on I - E curve is defined as zero flow potential, the technology for detecting zero streaming potential is calledzero flow potential method. This paperuses the kind of new elect
5、rochemical method- zero flow potential method to research the interaction between sword bean globulin (Con A) on the surface of the electrode membrane and mannan (mannan) , Through the zero flow potential method in the experiment tests thebest time of Con A adsorbed on the pencil lead and tests I-E
6、curve about the interaction between it and mannan and potential value of zero current as Ezcp. This paper obtains the experimental results as follows: when the concentration is fixed, , with time increasing, I-E curves are gradually moving along in direct proportion to the axis of potential, at the
7、same time, potential value of zero flow Ezcp also gradually increase, then it calculates the linear regression equation and the apparent rate constant kobsby the relationship between zero flow Ezcppotential value and the function time t;when the concentration changes, with the increase of concentrat
8、ion, the determination of I - E curve moves along the axis gradually negative potential, the potential value of zero flow Ezcp also gradually decreases, and found that the zero flow Ezcp potential value and the logarithm of concentration of mannan log Man is a linear relationship curve, thus calcula
9、ting the Con A and apparent binding constant beta and combination of mannan a. Key words: zero flow potential method; sword bean globulin; mannan目 录1 前 言11.1界面电位11.1.1基本概念21.1.2电极电位21.2凝集素21.2.1 凝集素简介21.2.2凝集素的分类:31.2.3刀豆凝集素31.3糖生物学41.3.1糖生物学41.3.2甘露聚糖51.3.3 甘露聚糖和凝集素之间的结合51.4循环伏安法51.4.1 基本原理61.4.1 基
10、本应用62 实验部分72.1实验仪器与试剂72.2实验装置82.3溶液的配制92.4电极的制备与活化92.5电化学检测方法102.5.1时间变化102.5.2浓度变化103结果与讨论103.1电极在自组装过程中的电化学行为103.2 Con A吸附时间的选择113.3 Con A与mannan的作用时间123.3.1用零流电位法测定俩者的零流电位值随时间的变化。123.3.2 mannan与吸附在铅笔芯电极上的Con A作用过程133.3.3 mannan与吸附在铅笔芯电极上的ConA作用的动力学163.4 Con A与mannan的相互作用173.4.1吸附在铅笔芯电极上的ConA测定man
11、nan17结论与展望221.结论222. 展望22参考文献23致 谢25运城学院学士学位论文1 前 言大自然中，绝大多数的化学与生物反应都发生在“固/液”界面上，对研究“固/液”界面现象的电化学1、胶体科学2、表面科学3、材料科学4与生物物理学等的学科发展全具有重要意义。在很多界面表征的参数中，界面电位能直接的反映界面电荷的分布，是界面反应热力学与动力学研究的重要的参数。检测的界面电位能实现很多界面现象的解释，比如粒子或细胞的吸附与生长机理5、材料的表面结构镜像、腐蚀保护6、Langmuir-Blodegett界面效应7、自组装机理8等。当前，界面电位的检测方法有二次谐波共振口9、电子光谱法口
12、10、电位分析法11、静电力显微镜12 和界面电位显微镜(Kelvin)探针等等。电位分析法根据检测的原理与仪器装置的不同，能分为场效应电位传感器13和开路电位法14。电位分析法能直接的检测界面电位，有响应灵敏和简便快速等优点，是“固/液”界面电位检测的主要方法。场效应晶体管传感器的界面电位检测基于考察界面电位和漏极电流间关系16。场效应晶体管传感器为全固态的器件而且体积小，微型化，有信号稳定、高效灵敏等优点，已经在化学与生物传感器的研究中取到了广泛的应用。然而，场效应晶体管传感器在关于半导体材料的处理时，仪器设备比较复杂、操作手续比较繁琐，其应用的领域也受到了很多的限制；开路电位法基本原理是
13、在零电流条件下，测定工作电极与参比电极之间的开路电位15。开路电位法对仪器要求低，操作简便，已经广泛地应用在工业生产控制、环境监测、临床诊断与电化学理论等领域。但开路电位法响应时间比较长、信号不很稳定，不很适合对要求比较高的灵敏度研究。所以鉴于上面两种方法的缺点，开发信号稳定、响应灵敏且仪器简单、操作简便的新型界面电位的检测方法变得十分必要。本文在新型电化学的检测系统中施加线性扫描电位，提出了一种零流电位法，用于检测“固/液”界面的界面电位。阐述了零流电位法的检测原理，在零电流条件下，测定两电极间的电位差(即所构成原电池的电动势)来进行分析测定。零流电位法具有稳定性好、精确度高，检测灵敏快速等
14、优点。为电化学的分析开拓了更为广阔的应用范围。1.1界面电位1.1.1基本概念界面电位它是一个很广义的概念，指俩相接界面处的电位17，又可以称为相间电势差，。据界面状态来分，可分为动态与静态两种。动态界面电位是指产生在相互接触的固体与液体的相对运动时形成在界面处的电位差，称为“界面动态电位”或“Zeta电位”，；静态界面电位是指由于在固体与溶液界面处产生界面双电层而形成的电位差，称“接界电位”。“电极/溶液”界面的建立是种动态平衡过程，溶液中的离子在电极表面上吸附导致了双电层产生，而反过来双电层的界面电位的电场效应又促进离子在电极的表面上吸附。在零流电位法中，线性扫描电位的施加提高了电极表面的
15、电场效应的变化频率，增快了整个界面的平衡过程。所以，零流电位法的检测较为快速。1.1.2电极电位电极电位的另一种表述是接界电位。电极电位18 即界面的双电层电位差。电极插入溶液以后，由于溶液的离子吸附，在电极的表面形成界面的双电层。由于电极绝对的电极电位值是无法测定的，所以IUPAC规定的标准的氢电极电极电位是零，而别的电极与标准的氢电极之间电位差，称该电极为标准电极电位 (Standardelectrodepotential)19。1.2凝集素1.2.1 凝集素简介凝集素(Lectin)一词，源于拉丁文tolegere，本意为选择，Agglutinin 是它的同义词。它是一类糖结合蛋白。糖蛋白能是胞溶型的，也能是膜结合型的；它能存在于细胞内，也能存在于细胞间质中。糖蛋白在动物中较为典型，而脊椎动物中的糖蛋白尤为丰富，植物中也存在有。糖链存储在细胞内的内质网上，经过酶作用附着于合成的蛋白质上。糖类和蛋白质之间的相互作用涉及到种类繁多的、能够特异识别糖链
