生物电化学全解.pptxVIP

生物电化学全解;内容简介;序;序;序;;生物体的电现象;生物体的电现象;生物体的电现象;细胞膜电位测量示意图;生物体的电现象：由细胞膜电势产生的电流称为生物电。 刺激青蛙腿部肌肉可产生收缩电流 向日葵的向阳运动；含羞草受到冲击叶片闭合，刺激严重甚 至叶柄下垂等 心电图 脑电图 监测骨架肌肉细胞电活性的肌动电流图 血液凝固问题 龋病即“虫牙” ;生物体表面测定到的生物体的电现象; 解释电现象 电压、电流的产生可以有两种途径:; 可以把细胞膜（cell membrane）内酶的反应看作是固体/液相界面上发生的电极反应。 1）两者均属于非均相反应。 2）无论是细胞膜还是电极表面均带电荷。 3）生物体内反应的pH值、离子强度和温度等条件与电化学 反应时常用的条件类似。 所以进行氧化-还原的酶粒子的反应完全可以认为是一种有电子迁移过程的电化学反应。 ; 以生物体系的研究及其控制和应用为目的，并融合了生物学、电化学和化学等多门学科交叉而形成的一门独立的学科。是在分子水平上研究生物体系荷电粒子(还可能包括非荷电粒子)运动过程所产生的电化学现象的科学。 ;生物电化学; 1、电化学在生物体中的探索，即用电化学手段研究生物体。 2、电化学在生物体中的应用，这部分不仅只包括生物体内的 反应、生物体的机理和生物体物质的利用，还包括生物体 的模拟。 ;生物电化学 ; 道南（Donnon）理论 （唐南理论） 液接电位理论 ; 主要是由于实验对象（细胞）太小。 细胞是一个生命体，故任何微电极或毛细管导入到细胞 内部，即使没有完全杀死细胞，也在相当程度上破坏了 细胞内原有自然结构。;细胞膜是半透膜;唐南理论存在的问题：; 液体接界电位是指当两个不同的电解质溶液（浓度或离子种类不同）接触时，在两个溶液接界处会产生一个电位差，这个电位称为液体接界电位。 产生这个电位的原因是不同离子的扩散速率不同。 ; 把液接电位的概念应用到一个生物细胞，则得到霍奇金-赫克斯利(Hodgkin-Huxley)公式：;合理性：不仅解释了静止电位，而且解释了作用电位产生的原因??? ; 细胞化学组成的电化学研究 细胞生物生理行为的电化学研究 细胞分析传感器 细胞的电场生化效应及其应用研究 展望; 细胞电化学是生物电化学的一个重要领域，它是以电化学的基本原理和实验方法从整体上对细胞进行分析和表征，研究或模拟研究细胞荷电粒子或电活性粒子能量传递的运动规律及其与细胞功能的关系和对细胞功能的影响。 ;测算细胞内离子浓度的方法：荧光探针、核磁共振、化学分析测定细胞内自由离子活度的较好方法：离子敏感微电极（ISME：ion sensitive micro-electrode）; 细胞电泳 细胞介电行为 细胞的被动电子伏安行为 ;细胞分析传感器 是指检测和评价细胞的生物生理行为的传感器， 也称CAS ; 细胞生长：电刺激能改变细胞的生长。 细胞膜通透性：外加短时强电脉冲能引起细胞膜形成微孔 （电穿孔），另一方面半透性发生变化，增 加了细胞膜的通透性。 电化学疗法：1983年，Nordenstrom首先报道电化学治疗肿 瘤临床效果，开创了肿瘤的直接电化学疗法。;电化学疗法;电化学疗法;电化学疗法;电化学疗法;电化学疗法; 分析技术的微型化 与其它分析技术联用,探讨细胞的电极过程及机理 与超导材料、半导体材料科学相结合，研制各种类型细 胞传感器 应用量子力学、非线性动力学、混沌论和系统论等现代 科学理论和方法构建和完善细胞电化学的理论体系,在细 胞层次上探讨生命现象及本质 ;第4章 蛋白质电化学; 如果在酶的反应过程中发生消耗或生成物质的电极反应，通过测量和控制这些反应物就可以知道酶的反应进行与否，也就是通过对消耗或生成的物质的测量和控制，来判定酶的反应的状况。 ;蛋白质的直接电化学;缺陷：只有极少数氧化还原蛋白质可在裸固体电极上表现出电化学活性。这主要是由于： 多数蛋白质的电活性基团被深埋在其多肽链的内部,与电极表面距离较远,很难与电极表面直接交换电子。 蛋白质在电极表面的取向往往不利于其电活性基团与电极之间的电子交换。 某些杂质在电极表面上的吸附或蛋白质本身的吸附变性可能阻碍它们与电极间的直接电子转移。;大分子的蛋白质因其活性中心部分不能接近电极，不容易同电极进行电子的交换。;采用一种媒体，可以渗入蛋白质分子，并到