物理化學論文-貴州大學(編輯修改稿)
2025-07-04 20:32 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 傳感器的穩(wěn)定性和壽命。提高傳感器穩(wěn)定性的主要方法是利用環(huán)糊精作為載體,形成主客體結(jié)構(gòu)。如孫康等[5]以β環(huán)糊精與戊二醛縮合而成的聚合物(βCDP)為主體,電子媒介體二茂鐵為客體,形成穩(wěn)定的包絡物,制成了葡萄糖、乳糖生物傳感器。由于包絡物的形成,避免了二茂鐵的流失,生物傳感器的穩(wěn)定性得到提高,使用壽命得到延長。再如朱邦尚等[6]以電子媒介體1,1二甲基二茂鐵為客體與βCDP形成穩(wěn)定的主客體包絡物。用牛血清白蛋白戊二醛交聯(lián)法,把葡萄糖氧化酶(GOD)和主客體包絡物固定到電極上,成功地制成了葡萄糖傳感器。該傳感器具有穩(wěn)定性高、選擇性好和較長的使用壽命等優(yōu)點,線性響應范圍為0.01～18利用二茂鐵也可以制成組織傳感器。 宋正華等將具有分子識別功能的β葡萄糖甙酶和能進行換能反應的Luminol分別固定在殼質(zhì)胺和大孔陰離子交換劑的柱中,組成流動注射系統(tǒng)。苦杏仁甙在β葡萄糖甙酶催化下分解生成的CN(分子識別反應)與溶解氧反應生成超氧陰離子自由基,繼而同Luminol反應產(chǎn)生化學反應(換能反應)這一新型生物傳感器的化學發(fā)光強度與苦杏仁甙量在1～200μg之間呈良好線性關(guān)系,檢出限為0.3μg,相對標準偏差為3.1%,并具有良好選擇性。每次測定時間為2min,β葡萄糖甙酶柱壽命為6個月Luminol柱可使用200次以上。 酶傳感器中應用的新技術(shù) 納米技術(shù) 固定化酶時引入納米顆粒能夠增加酶的催化活性,提高電極的響應電流值。首先,納米顆粒增強GOD在載體表面上的固定作用。其次是定向作用,分子在定向之后,其功能會有所改善。第三,由于金、鉑納米顆粒具有良好的導電性和宏觀隧道效應,可以作為固定化酶之間、固定化酶與電極之間有效的電子媒介體,從而使得GOD的氧化還原中心與鉑電極間通過金屬顆粒進行電子轉(zhuǎn)移成為可能,酶與電極間可以近似看作是一種導線來聯(lián)系的。這樣就有效地提高了傳感器的電流響應靈敏度。 基因重組技術(shù) 周亞鳳等將黑曲霉GOD基因重組進大腸桿菌、酵母穿梭質(zhì)粒,轉(zhuǎn)化甲基營養(yǎng)酵母,構(gòu)建出GOD的高產(chǎn)酵母工程菌株。重組酵母GOD比活力達426.63u/mg蛋白,是商品黑曲霉GOD倍,催化效率更高。重組酵母GOD的高活力特性可有效提高葡萄糖傳感器的線性檢測范圍。溶膠凝膠技術(shù)溶膠凝膠應用于生物傳感器領(lǐng)域具有如下一些優(yōu)點[9]:(1)基質(zhì)在可見光區(qū)是透明的,適于光化學生物傳感器的制作。(2)基質(zhì)具有一定的剛性,提高了生物活性物質(zhì)的熱穩(wěn)定性。(3)基質(zhì)熱穩(wěn)定性好,并且呈化學惰性,對生物活性物質(zhì)的失活作用很小,保持了活性。(4)通過溶膠凝膠制備條件的優(yōu)化,可控制基質(zhì)的孔徑大小和分布,使酶分子有足夠的自由活動空間而又不至于從基質(zhì)中流失,從而提高傳感器的使用壽命。(5)溶膠凝膠材料還具有生物相容性,為微電極植入人體提供了新的可能性。(6)還可通過對先驅(qū)體的功能化賦予溶膠凝膠新的性能。(7)溶膠凝膠的制備條件十分溫和,生物分子可以在不同的制備階段加入,并且可以制成不同大小與形狀的修飾電極等。溶膠凝膠材料作為酶固定化載體,開辟了制備生物傳感器的新領(lǐng)域。 酶的定向取向技術(shù) 經(jīng)典的固定化酶方法主要有物理吸附、化學偶聯(lián)、交聯(lián)、凝膠包埋和微膠囊法等。酶在固定化過程中活力降低的因素主要有:(1)固定過程中的化學損傷。(2)酶分子不適合的空間取向使得與底物發(fā)生鄰近定向效應受阻,催化作用減弱。因此,酶或蛋白質(zhì)分子空間沉積的方向控制是制備高質(zhì)量固定化酶、酶標試劑和生物器件的前提。固定化酶空間取向方法主要有共價鍵法、氨基酸置換法、抗體偶聯(lián)法、生物素親和素親和法和疏水定向固定法等。應用較多的是生物素親和素親和法。生物素親和素之間具有高度專一和強烈的相互作用,在pH值、溫度、有機溶劑或變性劑等較大的變化范圍內(nèi)均能穩(wěn)定存在,已經(jīng)廣泛應用于蛋白質(zhì)的固定化及生物傳感器。32 微生物電極傳感器 由于離析酶的價格昂貴且穩(wěn)定性較差,限制了其在電化學生物傳感器中的應用,從而使研究者想到直接利用活的微生物來作為分子識別元件的敏感材料。這種將微生物(常用的主要是細菌和酵母菌)作為敏感材料固定在電極表面構(gòu)成的電化學生物傳感器稱為微生物電極傳感器。其工作原理大致可分為三種類型:其一,利用微生物體內(nèi)含有的酶(單一酶或復合酶)系來識別分子,這種類型與酶電極類似。其二,利用微生物對有機物的同化作用,通過檢測其呼吸活性(攝氧量)的提高,即通過氧電極測量體系中氧的減少間接測定有機物的濃度。其三,通過測定電極敏感的代謝產(chǎn)物間接測定一些能被厭氧微生物所同化的有機物。321微生物傳感器的結(jié)構(gòu) 微生物傳感器是使用微生物活細胞或細胞碎片作為敏感元件與電化學換能器來制備生物傳感器。[10]主要由2部分組成：第1部分是微生物膜，此膜是由微生物與基質(zhì)（如PVA，海藻酸鈉等）以一定的方式固化形
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