葡萄糖氧化酶在丝素膜中的固定化及其性能和应用于生物传感器(英文)

应用二种中性盐溴化红和氯化钙作为溶解蚕丝丝素的试剂,制成了二种固定化葡萄糖氧化酶丝素膜。经酶比色法和红外分光光度法分析,结果表明这二种丝素膜都是良好的固定化酶的生物材料。葡萄糖氧化酶经这些丝素膜固定以后对热和pH稳定性得到明显改良。这些酶膜性能稳定,具有高的活性得率,能长期存放。以这些固定化葡萄糖氧化酶丝素膜和氧电极为基础,研制的流动注射分析式电流型葡萄糖生物传感器性能较稳定,具有较宽的葡萄糖线性响应范围(0.5～15.0mmol/L),相关系数为0.999,可以反复测定葡萄糖一千次以上。     

以明胶为载体的固定化葡萄糖氧化酶的研究

1.研究了明胶经戊二醛处理后,酶经渗透制备固定化葡萄糖氧化酶的方法。采用这种方法制备的固定化葡萄糖氧化酶活力高、使用稳定。2.酶固定化后,表观米氏常数有所增加,热稳定性有所提高,其他葡萄糖氧化酶性质几乎没有改变。固定化酶提高了酶的稳定性和利用效率,促使近十几年来固定化酶的方法和技术的飞跃发展。固定化葡萄糖异构酶生产果葡糖浆、固定化青霉素酰胺酶生产半合成青霉素中间体6APA等一系列工业应用的成功,已使固定化酶成为新兴的酶工艺的重要组成部分。固定化葡萄糖氧化酶可用于制葡萄糖酸,近年来还用于血糖的分析。明胶是一种优良载体,适用于多种酶的固定化。本文报导了作者用渗透法制备明胶固定化酶的方法及固定化葡萄糖氧化酶的酶学性质等方面的工作。     

聚乙烯醇静电纺丝法固定葡萄糖氧化酶

利用静电纺丝纳米纤维具有高比表面积和多孔疏松结构的优势固定葡萄糖氧化酶，以提高酶电极的性能．通过聚乙烯醇（PVA）和葡萄糖氧化酶（GOD）共同静电纺丝的方法在金电极表面获得了固定化酶膜，用于构筑安培型葡萄糖生物传感器，膜的红外光谱、紫外-可见光谱和扫描电镜的分析均表明酶成功固定在静电纺丝形成的纳米纤维膜中．循环伏安测试表明固定化酶在静电纺丝纳米纤维中保持了活性，采用PVA静电纺丝法固定COD比利用浇铸膜法所得到的酶修饰电极对葡萄糖有更好的电流响应特性，通过在静电纺丝溶液中加入纳米金进一步提高了酶电极的电化学响应特性．     

两步活化法制备葡萄糖氧化酶电极的研究

采用多步活化法制备的聚乙烯醇膜 ,可在温和的条件下实现酶的固定化。用对甲基苯磺酰氯处理聚乙烯醇膜 ,与二乙胺反应引入氨基 ,再用戊二醛处理 ,最后用取得的活化膜载体可在温和条件下固定葡萄糖氧化酶。所得酶膜与碘离子选择性电极组装成的葡萄糖氧化酶电极 ,测定葡萄糖浓度时 ,线性响应范围为 1 6× 10 - 4～ 5 8× 10 - 3mol L。     

蚕丝深度加工开发潜力大

丝素膜类产品１．可利用其良好的透氧性，用于制造隐形眼镜；２.日本东京大学用其研制成生物传感器，用于检测血糖值；３.日本钟纺公司开发的由丝素膜构建的癌症自动诊断系统，已进入临床试用阶段；４.我国近来也开发出固定葡萄糖氧化的专用丝素膜；５.其它如硅胶丝膜，用于丰乳术，加入抗血凝成分可制造人工血管、人工皮肤和人工肺等。丝素经低温冷冻粉碎后的蚕丝，如７～８ｕｍ的丝素，具有良好的抗血栓作用，日本已应用于临床。丝素肽由蚕丝经酶解而成，具有显著的护肤、护发、美容功能。日本每年用于化妆品上的蚕丝达５～６ｔ。人工骨胳…     

固载葡萄糖氧化酶的壳聚糖/二氧化硅杂化膜的制备及表征

利用生物相容性良好的天然高分子聚合物壳聚糖(CS)与甲基三甲氧基硅烷(MTOS)通过原位溶胶-凝胶法制备壳聚糖/二氧化硅有机无机杂化复合膜,用此膜对葡萄糖氧化酶进行固定,用红外光谱法、扫描电镜法对膜进行了表征.以电沉积普鲁士蓝的玻碳电极和固定化酶膜构建葡萄糖生物传感器,用循环伏安法和记时电流法对固定化酶的效果进行了评价,结果表明,用于研制固定化酶生物传感器时,杂化膜比单纯的壳聚糖膜对底物的响应时间快并能很好地保持酶的活性.     

红外光谱对苯胺的电聚合及其酶固定分析

应用红外光谱和扫描电镜配合进行苯胺在铂金电极上的电聚合及其葡萄糖氧化酶固定化实验条件的探索⒚实验结果表明,高氯酸根阴离子掺杂的膜经过阴极化去杂后再固定酶,可以提高电极对葡萄糖响应的灵敏度和稳定性⒚     

基于金纳米的第3代平面型葡萄糖传感器的研究

在制备亲水金纳米颗粒的基础上，与明胶一起固定葡萄糖氧化酶（GOD），制得具有纳米增强效应的葡萄糖传感器。实验表明：纳米颗粒能够大幅度地提高固定酶的催化活性，提高响应灵敏度，且电极响应迅速，一般在5s之内就能测得稳定的电流响应值。讨论了纳米颗粒在酶固定化及其对葡萄糖响应中所起的作用，为基于直接电子传递的第3代生物传感器折研制和开发、以及扩展纳米颗粒的应用领域提供了技术参考信息。     

葡萄糖氧化酶多层膜修饰电极的电化学性能的研究

利用层接层自组装法,制备出有序且稳定的葡萄糖氧化酶的多层膜.应用电化学方法和XRD方法研究了膜修饰电极的电化学传感性能.结果表明:该传感器具有较好的重现性和稳定性,传感器对葡萄糖的响应非常迅速;每次加入葡萄糖后,电极的电流响应会随之出现跳跃性增大,酶电极达到96%,稳态电流响应的时间仅为3 s;灵敏度可以通过合理地调解多层膜的厚度来控制.     

葡萄糖生物传感器研究

葡萄糖氧化酶（ｇｌｕｃｏｓｅｏｘｉｄａｓｅ，ＧＯＤ）经固定化后与氧电极组装成葡萄糖生物传感器。这一生物传感器可在非常短的响应时间内完成对葡萄糖的测定，其线性范围为０～３０ｍｇ／ｄＬ，能稳定使用２２ｄ。测定的相对标准偏差小于１．２％。与传统方法相比有良好的相关性。     

甲基丙烯酸-苯乙烯-顺丁烯二酸酐三元共聚物固定葡萄糖淀粉酶

利用自由基沉淀聚合反应合成了不同组成的、具有可逆溶解-沉淀性能的甲基丙烯酸-苯乙烯-顺丁烯二酸酐三元共聚物载体,并测定了其临界pH值(2.47～3.51).利用载体上的酸酐基团固定葡萄糖淀粉酶,得到了具有液相酶和固相酶两者优点的固定化酶.考察了单体组成、固定化反应时间对固定化酶酶活的影响和可回收利用性.固定化酶(湿)酶活可达2 347 u/g,经溶解-沉淀循环3次回收后的固定化酶酶活可保留73%.     

新型葡萄糖氧化酶电极与毛细管电泳的联用

采用浸涂法将1－二茂铁基乙胺和壳聚糖修饰到铂电极表面，与葡萄糖氧化酶溶液作用后用戊二醛交联，制备壳聚糖固定化葡萄糖化酶生物传感器，测定葡萄糖在传感器上的伏安曲，采用恒电位安培检测法，葡萄糖浓度在0.002-4.0mmol/L范围内与响应电流成线性关系，响应时间短，由于二茂铁衍生物和葡萄糖氧化酶通过包埋，键合等作用固定于壳聚糖膜,中不易从电极表面流失，电极稳定性较好，同时尝试将该电有与毛细管电泳联用，成功用于人血清中葡萄糖的测定。     

聚合膜固定葡萄糖氧化酶及酶活性分析

采用电化学石英晶振阻抗分析法,测定了中性缓冲溶液中葡萄糖氧化酶在去甲肾上腺素电氧化聚合膜中固定化酶的量;并结合安培法,定量检测了固定化酶(ESAi)和游离酶(ESAn)的比活性以及固定化酶相对于游离酶的酶相对比活性(ERA)。另外,采用扫描电化学显微镜(SECM)监测了酶电极检测电位下"泄漏"H2O2的氧化电流,并分析该泄漏电流的存在可能是引起酶电极ERA偏低的重要原因。     

聚苯胺固定化葡萄糖氧化酶电极的生物电化学性质

利用电化学方法将葡萄糖氧化酶和聚苯胺膜同时固定在石墨电极表面,酶电极在０．５～１０ｍｍｏｌ／Ｌ葡萄糖浓度范围内具有良好的线性响应,而且酶电极在较长的时间具有良好的稳定性。     

海藻酸钠凝胶固定化双酶快速检测葡萄糖综合实验设计

通过海藻酸钠凝胶共固定葡萄糖氧化酶（GOx）和辣根过氧化物酶（HRP）构建了快速检测葡萄糖含量的双酶级联反应器。实验采用扫描电子显微镜和傅里叶红外光谱分析了海藻酸钠凝胶的微观形貌及化学组成。同时,对固定化双酶级联催化的葡萄糖反应体系进行优化并应用于饮料样本检测中。该实验以酶促反应为基础,利用双酶级联反应的机理建立了高效专一的葡萄糖检测方法,为酶催化的生物检测实验的设计提供了思路。     

聚合膜固定葡萄糖氧化酶及酶活性分析

采用电化学石英晶振阻抗分析法,测定了中性缓冲溶液中葡萄糖氧化酶在去甲肾上腺素电氧化聚合膜中固定化酶的量;并结合安培法,定量检测了固定化酶(ESAi)和游离酶(ESAn)的比活性以及固定化酶相对于游离酶的酶相对比活性(ERA).另外,采用扫描电化学显微镜(SECM)监测了酶电极检测电位下"泄漏"H2O2的氧化电流,并分析该泄漏电流的存在可能是引起酶电极ERA偏低的重要原因.     

丝素改性聚氨酯膜的物理性质及其细胞相容性

用丝素蛋白或丝素肽表面改性的聚氨酯膜表现出良好的柔韧性，它能够克服丝素膜刚而脆的弱点；由水分散型聚氨酯制备的改性膜的透气性高于疏水性聚氨酯膜；细胞培养实验结果表明：经丝素蛋白或丝素肽改性后，聚氨酯膜的生物相容性明显提高且处理效果是稳定的。     

纳米银—金复合颗粒对葡萄糖生物传感器响应灵敏度的增强效应

以纳米银-金复合颗粒与聚乙烯醇缩丁醛(PVB)构成复合固酶膜基质,用溶胶-凝胶法固定葡萄糖氧化酶(GOD),组成葡萄糖生物传感器。实验表明,纳米颗粒可以使电极的响应电流从相应浓度的几十纳安增强到几千纳安。探讨了纳米颗粒效应在固定化酶中所起的作用,开辟了制备直接电子传递第三代生物传感器的新途径。     

肝素共混丝素蛋白膜上AT-的固定化及其体外抗凝血性能

用抗凝血酶(antithrombin- ,AT- )和肝素对生物材料进行表面改性,以提高其抗凝血性能.以低浓度肝素丝素共混蛋白膜为基质,利用等离子体处理辅助的共价交联方法对AT- 进行固定化.用过剩法对固定化效果进行评价,固定化后的活性采用体外凝血时间进行检测,人血管内皮细胞在材料上的生长情况用MTT法测定.结果显示,通过该方法可以有效地将蛋白固定化,低浓度肝素丝素共混膜固定化AT- 后,不仅其抗凝血性能有了一定的改善,而且与普通的肝素共混膜相比,细胞毒性也有所降低.该研究结果拓展了AT- 蛋白的应用范围,同时为抗凝血材料的设计提供了一种新的思路.     

壳聚糖及其衍生物的应用

介绍了壳聚糖及其衍生物在医药、固定化酶、膜材料、螯合树脂、纺织印染、化工环保、食品等方面的作用研究成果。这些成果表明，壳聚糖及其衍生物具有独特的性能和功效，是一具有广泛发展前景的新材料。