电化学生物传感器用于Fenton反应产生羟自由基对蛋白质损伤的监测研究

卞春丽，熊华玉，张修华，王升富

（湖北大学化学化工学院，湖北武汉430062）

以水溶液为介质，研究了Fenton试剂在水溶液中产生羟自由基对蛋白质的损伤，并用紫外可见光谱法对自由基的产生进行了验证。制备了牛血清白蛋白/聚邻苯二胺/碳包镍修饰玻碳电极(BSA/PoPD/C-Ni/GCE)，以该电极上电活性聚合物聚邻苯二胺为电化学探针，采用方波伏安法测定羟自由基对BSA损伤前后探针的电流变化，探讨了BSA损伤的机理。BSA的损伤也被水平全反射红外光谱(ATR-FTIR)和蛋白质羰基含量测定所证实。此外还探究了H2O2浓度、Fe2+与H2O2浓度之比、浸泡时间等因素对BSA损伤程度的影响。过氧化氢酶通过催化降解H2O2，对羟自由基引发的BSA损伤发挥抑制作用。对儿茶素、抗坏血酸、芦荟大黄素和芦丁等抗氧化剂对BSA损伤的抑制作用也进行了研究。这些结论表明，该电化学方法方便用于蛋白质损伤的研究。

自由基诱导的蛋白损伤获得了科学家的关注，作为在细胞丰度最大的物质，蛋白很可能成为自由基攻击的主要目标，尤其是蛋白质的氧化是神经退行性疾病的重要诱因。几乎所有的蛋白质中氨基酸都对自由基敏感，尤其是含有巯基的氨基酸群体。大量的研究报道了生物大分子由自由基引起的损伤以及抗氧化剂在减少损害的疗效。在循环系统最丰富的蛋白质是血清白蛋白，由于它在医学上的重要意义，成本低，容易获得，不寻常的配位结合性质，BSA常被选定为研究对象。故该文中选用BSA作为蛋白质的代表进行实验研究。

实验中，由于聚邻苯二胺和BSA之间的静电作用使得BSA能稳定固定在电极表面。机理图1展示了·OH导致的BSA损伤识别方法的构建过程。在浸泡过程中，Fe2+和H2O2反应生成·OH。·OH攻击膜内蛋白质，引发BSA损伤。损伤后与损伤前探针导电聚合物聚邻苯二胺的方波伏安电流的比值被用作检测BSA损伤的信号值。

Fig.1 Schematic diagram of BSA damage

（略）