Ферментативное электрохимическое восстановление

Ферментативное электрохимическое окисление водорода 77 3.4. Ферментативное электрохимическое восстановление кислорода 78 [c.71]

ФЕРМЕНТАТИВНОЕ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ КИСЛОРОДА [c.78]

Ферментативное электрохимическое восстановление кислорода [c.75]

Скорости и соответственно токи электрохимического восстановления кислорода в определенном интервале концентраций и потенциалов линейно зависят от поверхностной концентрации иммобилизованного фермента. Линейная связь между скоростью реакции и концентрацией фермента наблюдается в интервале 0,6—1,2 В, определенному по водородному электроду в том же растворе. В области этих потенциалов лимитирующей является ферментативная реакция. [c.85]

Скорости и соответственно токи электрохимического восстановления кисло-родй в определенном диапазоне концентраций и потенциалов зависят от концентрации фермента. При малых степенях заполнения поверхности эта зависимость имеет линейный характер от концентрации фермента, вводимого в раствор при иммобилизации. В этих условиях фермент, практически необратимо -адсорбируется ла поверхности сажевого электрода и его поверхностная концентрация линейно связана с концентрацией вводимого в раствор фермента. Первый порядок скорости реакции от концентрации лакказы иллюстрирует рис. 63. Линейная связь между скоростью реакции и концентрацией фермента наблюдается в диапазоне потенциалов 0,6—1,2 В, определенных по водородному электроду в том же растворе. В области этих потенциалов лимитирующей является ферментативная реакция. При более отрицательных потенциалах наблюдается смена лимитирующей стадии, величина тока становится не пропорциональной количеству адсорбированного фермента. Можно думать, что реакция переходит в смешанную область и диффузионно-контролируемый режим. Все дальнейшее рассмотрение относится к области потен- [c.148]

Электрохимические методы регенерации коферментов только начинают развиваться. При проведении прямого электрохимического восстановления или окисления кофермента могут возникать трудности, связанные с появлением ферментативно неактивных форм в результате,. например, его димеризации. Для преодоления этих трудностей проводят электрохимическое восстановление иммобилизованного НАД. В качестве носителя используют водорастворимую альгиновую кислоту. [c.144]

Одним из новых перспективных направлений электрокатализа является биоэлектрокатализ — использование ферментов для ускорения электродных процессов. При введении фермента процессы окисления или восстановления электрохимически активного вещества осуществляются в основном на активном центре фермента, поскольку скорость ферментативного превращения существенно выше, чем электрохимического. Передача электронов с активного центра на электрод или с электрода на активный центр может быть осуществлена далее двумя принципиально разными путями [c.265]

Эффект электронной губки в системах полупроводниковая матрица — фермент. Электропроводящая полупроводниковая матрица выступает в качестве донора (акцептора) электронов для активного центра фермента. Проводя электрохимические реакции с матрицей, восстанавливая полимер, можно наблюдать эффект электронной губки — обратимого окисления или восстановления матрицы — и процессы ферментативной каталитической трансформации носителей электричества. [c.79]

Наиболее сложная проблема биоэлектрокатализа — реализация эффективного переноса электронов между активным центром фермента и электродом. Известно несколько путей, позволяющих осуществить эффективное заселение активных центров ферментов электронами (или электронными вакансиями). Первый путь предполагает использование низкомолекулярных диффузионно-подвижных переносчиков электрона (медиаторов), способных акцептировать электроны с электрода и отдавать их активному центру фермента. Этот механизм используется в большом числе ферментативных электродных систем, в частности, в реакциях с участием гидрогеназ — биологических катализаторов активации молекулярного водорода. (В системе гидрогеназа — метилвиологен — угольный электрод удается электрохимически окислять водород без перенапряжения в условиях, близких к равновесным.) Второй путь предполагает непосредственное электрохимическое окисление — восстановление активных центров ферментов, прямой перенос электронов (вакансий) с активного центра фермента на электрод (или обратно). Механизм прямого переноса электронов по пути электрод — активный центр фермента уже реализован в реакции электрохимического восстановления кислорода до воды с участием медьсодержащей оксидазы, в реакции электровосстановления водорода с помощью гидрогеназы. [c.69]

Исследования модельных систем, восстанавливающих нитраты, дали очень мало сведений о механизме ферментативного восстановления, однако они, несомненно, позволили установить способность ионов молибдена катализировать химическое восстановление нитратов. Первоначально бь1Яо сделано предположение, что каталитически активной частицей при электрохимическом восстановлении [130] и восстановлении оловом(П) [131] нитрата является Мо(1У). Однако позже этот вывод был поставлен под сомнение [132], и получены данные, указывающие на участие Мо(У) в [c.313]

Известно несколько путей, позволяющих осуществить эффективное заселение активных центров ферментов электронами (или электронными вакансиями). Первый путь предполагает использование низкомолекуляриых диффузионно подвижных переносчиков электронов (медиаторов), способных акцептировать электроны с электрода и отдавать их активному центру фермента. Этот механизм используется в большом числе ферментативных электродных систем, в частности, в реакциях с участием гидрогеназ — биологических катализаторов активации молекулярного водорода. (В системе гидрогеназа — метилвио-логен — угольный электрод удается электрохимически окислять водород без перенапряжения в условиях, близких к равновесным.) Второй путь заключается в непосредственном электрохимическом окислении — восстановлении активных центров ферментов, прямом переносе электронов (вакансий) с активного центра фермента на электрод (или обратно). Механизм прямого переноса электронов по пути электрод — активный центр фермента уже реализован в реакции электрохимического восстановления кислорода до воды с участием медьсодержащей окси-дазы, в реакции электровосстановления водорода с помощью гидрогеназы. Третий путь состоит в использовании ферментов, включенных в матрицу органического полупроводника. Для этого применяют полимеры с системой сопряженных связей, обладающие длинной цепью сопряжения, или полимеры с комплексами переноса заряда. С помощью ферментов, иммобилизованных в органические полупроводники, удалось осуществить ряд интересных электрохимических реакций, в частности электрохимическое окисление глюкозы с участием глюкозооксидазы. [c.69]

Вторая фуппа холинэстеразных биосенсоров представляет собой амперометрические датчики. Индикаторной реакцией, генерирующей аналитический сигнал, является электрохимическое окисление или восстановление продуктов ферментативного гидролиза на поверхности электрода Данные биосенсоры отличаются быстродействием (время измерения 12-15 с) и более высокой чувствительностью по сравнению с потенциометрическими устройствами. При этом обеспечивается постоянство отклика в широком диапазоне концентраций определяемых компонеигов. [c.293]