电子转移(ElectronTransfer)是生命活动的基本过程,生物体的大部分生命活动如血红蛋白的载氧过程,叶绿体中的光合作用,线粒体中的呼吸作用等都和电子转移过程密切相关,并且多数生命过程都是在生物膜上发生的。因此,研究生物膜上的电子转移对于认识、理解、掌握许多重要的生理过程,揭示生物体内物质和能量的代谢过程具有重要意义。而液/液界面(Liquid/Liquidinterface,L/Linterface)被认为是最简单的模拟生物膜模型。本文主要以生物体中一类与生命活动息息相关的生物分子—金属卟啉分子为研究对象,应用薄层循环伏安法,较为系统地研究了其在模拟生物膜上的电子转移过程和直接电化学行为。该法因具有简单、易操作等优点,成为研究液/液界面电子转移过程的有力手段,因此该方法对于测定液/液界面电子转移速率的研究显得尤为重要,对于揭示生命体系的电子转移研究具有重要意义。　　本文共分为四部分,主要包括以下内容:　　1.回顾了液/液界面电化学的发展历史,描述了液液界面基本构型及界面应用前景。概述了液液界面上的电荷转移研究,包括电子转移和离子转移研究。详述了两种主要研究方法:SECM和薄层循环伏安法(TLCV)的实验装置、工作原理、定量分析理论及应用。总结了液液界面的最近进展研究。　　2.过渡系中的金属元素具有最外层不饱和价电子层,应用电化学方法—薄层循环伏安法(TLCV)研究互过渡系中金属卟啉分子的氧化还原行为具有重要意义。首次研究了过渡系金属元素卟啉复合物与水相Fe(CN)64-的电子转移过程。金属卟啉复合物作为一个良好的电子接受体可以从电子供体Fe(CN)64-中得到电子,这个过程方便模拟了自然界中了一步及多步电子转移过程。结果证明,电子转移过程很大程度上受与卟啉环络合的金属离子的影响,并且在一定范围内遵循Bulter–Volmer动力学理论。这个研究对于我们理解生物细胞内的分子反应机理提供了相当重要的作用,对进一步探索自然界中的生物本质具有重要意义。　　3.金属卟啉在自然界中扮演着非常重要的角色,研究其在生物体内细胞膜上的电子转移反应具有重要的指导意义。为了探索人类细胞中新陈代谢过程,在本章中,应用薄层循环伏安法在液液界面上通过Ru(NH3)62+与CoTPP之间的多步电子转移过程,研究了维生素B12在自然界化合物的生物活性和生理机能。其电子转移速率常数分别为0.046cm·s-1·M-1,0.165cm·s-1·M-1和0.268cm·s-1·M-1。实验证明,通过调整有机相中支持电解质的浓度,钴卟啉在界面上发生了三步电子转移反应。分钴卟啉别从零价变到正一价、正二价,最后被氧化为正三价。这个研究帮助我们理解生物细胞内的双分子反应有重大的意义,并且为进一步探索生物界的电子转移过程的本质提供了重要意义。　　4.血蓝素是一种重要的卟啉化合物。本章应用薄层循环伏安法研究了血蓝素中电活性物质—铜卟啉在界面上的电子转移反应。结果显示,铜卟啉在界面上发生了两步电子转移过程,实验结果表明CuTPP在0.1V-1.2电压范围内出现两对可逆循环伏安响应特征峰,说明铜卟啉在液液界面上发生了两步电子转移反应,分别对应的是CuTPP2+/CuTPP+和CuTPP+/CuTPP,本实验的研究有助于全面认识血蓝素的电化学反应机理和其在模拟生物膜上电荷转移过程;对其在生体内的作用机制的解释具有重要意义,为探究血蓝素在体内的化学作用机制提供了科学的依据和有效的方法。