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金属硫蛋白(Metallothionein,MT)是一类低分子量,高半胱氨酸含量,能结合大量重金属离子的蛋白质。MT在自然界广泛存在,人体、动物、植物以及微生物体内均含有MT,在体内它参与必需金属的平衡代谢和重金属解毒过程。到目前为止,MT电化学行为的研究几乎都是在汞电极上进行的,汞电极有滴汞电极、悬汞电极、静汞电极以及汞膜电极等。然而,由于MT与汞之间强的结合力,MT中的Cd和Zn离子有可能被汞所取代。此外,汞电极的机械强度差且容易污染。具有选择性渗透作用的Nafion膜的引入,有望克服上述缺陷。本文采用新型的Nafion-汞膜修饰电极(NCMFE)研究了氧化还原诱导下MT的金属释放机理及电极表面每个MT分子中发生氧化还原的电活性的Zn-Cysteine络合物的百分数。由于Nafion和带正电荷的MT分子间相匹配的尺寸和选择性渗透的交换作用,我们首次在Nafion-汞膜修饰电极上观察到MT两对清晰的氧化还原峰,其还原峰电位(Epc)分别为-0.740V和-1.173V。Epc=-0.740V处还原峰可归因于Cd-MT配合物的还原,而Epc=-1.173V处还原峰为Zn-MT配合物的还原。该修饰电极比汞膜电极具有更优良的特性,因为MT分子中的金属元素Zn和Cd并未被Hg取代,因此,NCMFE为快速、灵敏地探索表面固定MT的氧化还原特性提供了一条有效途径。为了进一步探讨修饰电极上每个MT分子中发生氧化还原的电活性的Zn-Cysteine络合物的百分数,我们采用Nafion-汞膜修饰电极对富含半胱氨酸和锌的金属结合蛋白,即Zn7-MT进行了定量研究。于-1.062V处观察到Zn7-MT的氧化还原峰。由于NCMFE较高的析氢过电位,与其它电极相比,能准确地测定出Zn7-MT的氧化还原峰。采用电化学方法检测出每个MT分子中发生氧化还原的电活性的Zn-Cysteine络合物的百分数为22%。该结果与原子吸收光谱检测结果一致,表明Nafion-汞膜修饰电极对MT金属释放定量研究的可行性。