辣根过氧化物酶修饰电极的研究进展

过氧化物酶修饰电极在H2O,芳香胺,酚类,葡萄糖等物质的测定中有着很重要的作用,所以近年来得到了较为广泛的研究和发展,本综述重点介绍了辣根过氧化物酶修饰电极的检测原理,制备方法及其应用,比产全面地总结了近十几年来辣根过氧化物酶修饰电极的研究和应用情况,并展望了其发展前景,引用文献73篇。     

自组装溶液酸度对L-半胱氨酸自组膜的结构与性能的影响

L-半胱氨酸（L-Cys）自组装单分子膜（SAM）已在化学传感器及生物传感器研究领域得到了广泛应用.但是,L-Cys SAM容易通过静电吸附或分子间氢键形成二聚体,而降低表面功能基团的活性,进而对生物传感器的性能产生不利影响.首先在不同pH条件下,将L-Cys自组装在金电极表面,用循环伏安法、交流阻抗法和偏振模式傅里叶变换红外反射吸收光谱法对L-Cys SAM进行表征.结果表明,在pH 3.0的醋酸盐缓冲溶液中于金表面上制备L-Cys SAM可以较为有效的抑制二聚体的形成,为蛋白质的固定化提供了理想的界面,为进一步制备免疫传感器、酶传感器等生物传感器提供了技术支持.     

辣根过氧化物酶/聚邻苯二胺膜电极上苯二酚生物催化氧化的动力学研究

用酶的电化学固定化方法制备辣根过氧化物酶／聚邻苯二胺膜（ＨＲＰ／ＰＰＤ）电极．以对苯二酚和邻苯二胺在该酶电极上的氧化为模型体系，讨论了有机物生物催化氧化的一般动力学模式以及影响酶电极检测的因素．邻苯二胺可在辣根过氧化物酶的存在下发生聚合，因而它在ＨＲＰ／ＰＰＤ电极上的氧化过程比对苯二酚的复杂．测定了不同电位下对苯二酚在ＨＲＰ／ＰＰＤ电极上的反应动力学参数，并根据实验结果确定该有机物检测的合适工作电位．     

共价修饰的辣根过氧化物酶及其在酶传感器中的应用

将介体对甲酰苯基二茂铁（ＦＰＦ）与辣根过氧化物酶（ＨＲＰ）共价结合,然后同单体吡咯一起电聚合到铂电极上,再通过戊二醛将葡萄糖氧化酶（ＧＯＤ）交联固定在电极上,制成共价修饰的ＨＲＰ／ＧＯＤ介体酶传感器。共价修饰的酶传感器响应电流增大,底物测试范围０～４０ｍｍｏｌ／Ｌ,电极稳定性增强。     

固定化辣根过氧化物酶催化去除五氯酚

采用辣根过氧化物酶催化去除模拟废水中的五氯酚,使其形成沉淀;并探讨了影响反应的因素如溶液酸度、酶浓度、五氯酚起始浓度、过氧化氢起始浓度以及温度等。结果表明辣根过氧化物酶去除五氯酚的最佳 pH 为 5～6;去除率随酶浓度增加而增加,在所采用的最高酶浓度 0.05u/mL,五氯酚初始浓度为 12.6mg/L 的情况下,去除率可达 70％ 左右;五氯酚起始浓度对去除率也有一定影响,起始浓度为 13.0mg/L 时,去除率可达 73.7％,而当起始浓度为 0.7mg/L 时,去除率只有 35.7％;过氧化氢与五氯酚反应的摩尔数之比为 1∶2。此外还采用化学键合法将辣根过氧化物酶固定在聚丙烯酰胺载体上,发现酶活性可保持较长时间,并可反复用于催化去除五氯酚。固定酶去除五氯酚最适 pH 值与自由酶类似,并且在 pH＝5.15条件下,1h 内将五氯酚从 13.4mg/L 去除到4.9mg/L并达到平衡;将固定酶装入反应柱制成酶柱,可多次反复催化五氯酚的反应。     

辣根过氧化物酶催化反应产物的电化学行为

用多种电化学分析方法研究了辣根过氧化物酶催化反应产物 2 ,3-二氨基吩嗪 (DAP)的电化学行为。在不同介质中探讨了测定 DAP的灵敏度 ,并在 p H9.1 5的 Britton- Robinson缓冲溶液中研究了 DAP电化学还原的电极过程。实验表明 ,在 p H9.1 5的 Briton- Robinson缓冲溶液中 ,DAP在滴汞电极上的还原为一不可逆的 ,非吸附的双电子还原过程     

不同溶液中制备的 L-半胱氨酸自组膜的红外反射吸收光谱研究

在金表面上制备 L-半胱氨酸（L-Cys）自组装单分子膜（SAMs）已引起人们的广泛兴趣．但是,我们发现,不同自组装溶液对SAMs的形成具有很大影响．利用偏振模式傅立叶变换红外反射吸收光谱对分别在磷酸盐缓冲溶液（PBS ）、醋酸盐缓冲溶液（ABS ）以及盐酸与氢氧化钠混合溶液中制备的 L-Cys SAMs的结构进行了研究．结果表明,在不同溶液中制备 L-Cys SAMs的最佳酸度条件不同,在ABS中为pH 5．0,在盐酸与氢氧化钠混合溶液中为pH 6．0,而在PBS中 L-Cys SAM s的表面密度随着pH的增加而增大．就所研究的3种溶液而言,在优化条件下,在ABS中制备的 L-Cys SAM s的表面密度最大,因而其表面结构最完美．本研究为进一步制备免疫传感器、酶传感器等生物传感器提供了有利的技术支持．     

辣根过氧化物酶活性的电化学研究

将辣根过氧化酶固定在铜电极的表面制成酶电极,利用循环伏安法从pH值、富集时间、H2O2浓度三方面寻求酶活性的最佳条件,得出pH=6.7,富集时间为25 min时,酶的活性最大,且H2O2浓度在1.0×10-4~4.0×10-3mol/L之间呈良好的线性关系.     

辣根过氧化物酶标记电化学聚合间苯二胺膜的研制

探讨了电聚合间苯二胺(PDA)膜的电化学聚合、活化及偶联辣根过氧化物酶(HRP)的条件及其性能,结果表明:制成的膜较薄(<1.0μm),在电极表面结合牢固,电聚合膜上有较多可供生物活性材料偶联的氨基,经戊二醛共价交联在膜上的HRP与膜结合牢固,在样品检测中性能稳定,重现性较好,使用及保存寿命较长,是制备生物传感器的良好膜材料,可望在免疫电极及微型电极方面应用。     

基于二氧化锆/纳米金溶胶凝胶膜固定辣根过氧化物酶的H2O2生物传感器的研制

将辣根过氧化物酶(HRP)、二氧化锆溶胶凝胶、纳米金按一定的比例混合,成功制备了以二氧化锆/纳米金溶胶凝胶为载体的性能优良的过氧化氢生物传感.二氧化锆溶胶凝胶具有良好的生物相容性,并提供了良好的微环境保持HPR的生物活性.纳米金与HPR形成静电复合物,有效促进了酶与电极表面的电子传递.该生物传感器性能优良,线性范围为7·0μmol/L至3·9mmol/L,检测下限为4·0μmol/L.最后探讨了pH、工作电位、干扰物质对生物传感器的影响.     

辣根过氧化物酶在介孔碳CMK-3上在线固定化研究

利用顺序注射-紫外可见分光系统,根据介孔材料孔径和生物大分子尺寸相当的特点,采用介孔碳CMK-3为载体实现对辣根过氧化物酶的在线固定化,并实时评价了固定化辣根过氧化物酶的活性及操作稳定性.紫外可见光谱和氮吸附实验结果表明：介孔碳CMK-3能有效吸附辣根过氧化物酶,理论固载量为54.95mg/g;辣根过氧化物酶不仅吸附在CMK-3表面,而且能进入其孔道内,从而增强固定化辣根过氧化物酶的活性稳定性.     

水-有机溶剂混合体系中辣根过氧化物酶的催化反应

运用分光光度法和傅立叶变换红外光谱研究了辣根过氧化物酶（HRP）在甲醇、乙腈和二氧六环与水互溶溶剂体系中的性质变化,研究结果显示不同种类和含量的有机溶剂都使HRP有不同程度的失活,HRP在有机溶剂中的米氏常数（Km）增大了,但HRP的活性点结构没有遭到破坏,只是将活性部位从一个包埋于酶分子内部的、疏水的环境暴露于极性的有机溶剂中．傅立叶变换红外光谱研究结果显示在有机溶剂中酶分子的二级结构发生了变化,推测可能是酶在有机溶剂中的活性降低的原因．     

N-3与辣根过氧化物酶相互作用的光谱研究

在没有过氧化氢存在情况下,利用紫外-可见光谱和荧光光谱研究了N-3与辣根过氧化物酶的相互作用.结果显示两者之间存在一个位点的结合,形成了配合物,其形成常数为7.9×108 L·mol-1; N-3与辣根过氧化物酶的结合,使得辣根过氧化物酶的荧光生色基团的微环境的极性增大.     

巯基苯胺分子膜电压记忆特性研究

利用扫描隧道显微镜(STM)在不同偏压下对组装在金表面的巯基苯胺分子膜进行研究,结果发现在不同偏压下,巯基苯胺分子膜表现出不同的形貌特征,同时这种形貌对偏压的变化具有可逆性,在高偏压下巯基苯胺分子膜的形貌变化特征能够在低偏压扫描下继续保留,说明这种高偏压下的形貌特征具有一定的记忆特性.这种现象可能来自于巯基苯胺分子在金表面的吸附状态受到外加电场改变所致.     

辣根过氧化物酶修饰电极的电化学研究

制备了考马斯亮蓝和多壁碳纳米管混合物修饰玻碳电极（CBB G-250/MWNT/GC）,考察了固定在该修饰电极上的辣根过氧化物酶的电子转移情况。结果表明,辣根过氧化物酶在该电极上实现了稳定的直接电子转移反应,循环伏安图上出现了一对对称性良好的氧化还原峰。直接电子转移反应的表观速率常数k_s=4.68s^-1,式量电位E^0′几乎不随扫速（至少在20～270mV/s的扫速范围内）而变化,平均值为（-0.333±0.002）V（参比Ag/AgCl pH 7.0）。式量电位和pH的良好的线性关系表明该修饰电极上辣根过氧化物酶的直接电化学反应是有质子参与的。实验结果还证实了该修饰电极上酶对底物H₂O₂有良好的电催化活性。该方法可为生物传感器和生物燃料电池酶电极的制备提供基础数据。     

纳米ZnO固载辣根过氧化物酶及其降解酚类化合物研究

目的 利用纳米材料固载辣根过氧化物酶并对固载酶性质及应用进行研究.方法 运用电镜,红外光谱法表征材料,用紫外光谱法检测固载化HRP活性.结果 固载酶在碱性环境中活性比游离酶平均高40%,60℃反应体系里仍然能维持45.3%活性,保存50 d后活性为35.8%,用于降解苯酚与氯酚时去除效率分别为87.3%和65.4%.结论 实验证明了纳米ZnO能够固载辣根过氧化物酶,所得固载酶应用于降解苯酚、氯酚水溶液时催化效率比游离酶分别提高39.68%和21.56%.但是,固载化HRP的重复利用性较差,4次循环使用后基本失活.有必要进一步探索优化固载与催化条件,提高固载酶重复利用性.     

纯镁表面硬脂酸自组装膜处理工艺及其性能

为改善镁金属在生理环境中的腐蚀行为与生物活性,采用硬脂酸对纯镁表面进行有机自组装膜改性研究。有机改性前,先对试样进行3种不同的前处理:酸碱处理、热处理和碱热处理;通过正交试验优选最佳的预处理方法、硬脂酸溶液浓度和处理时间。对不同预处理和硬脂酸改性后的试样进行电化学行为分析,并对最佳工艺改性前后的试样进行了静态水接触角的测量及仿生溶液(SBF)浸泡试验分析,跟踪测试SBF溶液的pH值及镁离子浓度变化,利用扫描电子显微镜(SEM-EDS)观察SBF中浸泡后的试样表面形貌,并分析其表面成分。试验结果表明:以热处理为前预理方式,在0.5mol/L硬脂酸乙醇溶液中浸泡1.5h的试样耐蚀性最优,该膜层改变了材料表面的润湿性,使其与水的接触角增大,并明显降低了材料的腐蚀速度及提高了其生物活性。