生物催化劑中的直接電子轉移（DET）和電極界面處生物催化劑的相互作用是電化學設備發(fā)展的關鍵問題。與高性能復合電極相比，基于石墨烯的電極具有出色的導電性、材料特性和低成本，因此備受關注。漆酶（LAC）是一種具有高催化活性的氧還原酶，可應用于陰極，然而LAC的固定化以及LAC和石墨烯之間形成反應界面很少被研究。在這項研究中，使用循環(huán)伏安法和電化學阻抗譜電話學實驗，并且確定了石墨烯與Au和碳納米管的比，其氧還原率最多增加了1.57倍。此外，DET速率表明，石墨烯在固定的LAC上的行為更為有效。此外，吸收的形態(tài)是可視化的，并應用計算方法來驗證原子級的結合位點、方向、結構和結合親和力。使用不同的疏水氨基酸對T1 Cu位點的軸向配體進行突變，并比較了突變對界面相互作用的影響。根據我們的實驗和理論結果，在無關鍵結構變化的情況下，LAC在石墨烯上的固定作用要強于在帶電表面上的固定作用。
Fig. 1 裸露和LAC吸附電極的SEM圖像：（a）裸Au SPE電極，（b）裸Au/CNT，（c）裸GPH SPE，（d）含LAC的Au，（e）含LAC的Au/CNT，以及（f）含LAC的GPH。比例尺表示500 nm，酶單體的直徑約為10nm。
Fig. 2（a）裸金、用CNT修飾的Au以及裸GPH電極的循環(huán)伏安曲線。（b）吸收LAC后的循環(huán)伏安曲線。掃描速率為50 mV/s，使用空氣飽和的PBS緩沖液（pH 4.5）。
Fig. 3 使用Laviron方法確定隨掃描速率變化的ET速率。（a）Au-LAC，（b）Au/CNT-LAC和（c）GPH-LAC，掃描速率以20 mV/s的間隔從10至150 mV/s。插圖：峰值電流密度和峰值電勢與掃描速率（v，mV/s）的線性相關。
Fig. 4 在0.1 M PBS中記錄的CV，pH = 4.5，掃描速率50 mV/s：（a）裸露和LAC固定的Au，（b）裸露和LAC固定的Au/CNT，（c）裸露和LAC固定的GPH。虛線表示空氣飽和緩沖液測試，實線表示O
2飽和緩沖液測試。
相關研究成果于2020年由高麗大學機械工程系Sungsoo Na課題組，發(fā)表在Applied Surface Science（doi.org/ 10.1016/j.apsusc.2020.146378）上。原文：Immobilization of laccase on a graphene interface: Direct electron transfer and molecular dynamics study。
