提高1，1’-二甲基二茂铁石墨糊谷氨酸电极寿命的研究

自从Cass1984年首先报道了二茂铁介铁电极以来,已有不少文献报道了这方面的研究工作。还原态的二茂铁不溶于水,而氧化态的二茂铁却溶于水。这样介体电极在使用过程中会因介体的逐渐丢失而失去作用。为了提高介体的稳定性,已报道了多种方法。 提高酶膜的稳定性是生物传感器研制中的一个重要方面。以前一般采用改进固定化方法与选择固定化载体来提高酶膜的稳定性。本文将报道用DEAE-葡聚糖提高DcFe介体电极稳定性的新方法与用DEAE-葡聚糖和乳糖混合物稳定自产的谷氨酸氧化酶的研究结果。     

化学媒介修饰葡萄糖氧化酶电极

采用四氰对醌(TCNQ)修饰石墨碳电极,葡萄糖氧化酶被吸附固定在电极表面。构成的酶电极以电流法测定底物葡萄糖,其浓度线性响应范围为0—40mmol/L。研究了媒介电极对葡萄糖的响应,TCNQ的电化学性质,温度和pH对酶电极的影响。讨论了氧对媒介修饰电极的竞争作用以及媒介修饰酶电极的稳定性。     

蔗糖—葡萄糖双功能酶传感器的研究

结合蔗糖转化酶酶管与葡萄糖氧化酶－葡萄糖变旋酶双酶电极构成一种新的蔗糖传感器。该传感器可以分别用于蔗糖及葡萄糖的测定。蔗糖经酶管作用产生α－Ｄ－葡萄糖,再用ＧＯＤ－ＭＵＴ双酶电极定糖。若是样品中蔗糖和葡萄糖共存,比较样品流经不同路径时传感器的响应值,可以排除葡萄糖对蔗糖测定的干扰。传感器的最适ｐＨ和温度范围分别为：５．０－６．５和３０－４０℃,在稳态法实验中,传感器的线性范围为：２．５×１０＾－４     

细胞固定化方法制备微藻光电极的研究

通过将微藻细胞固定在平面多孔碳纸上,制备微藻光电极,并在三电极体系电解液中加入电子介体进行测试,可产生与光照同步的光电流响应。考察了不同固定化方法、不同微藻及不同电子介体的光电流响应,结果表明硅溶胶-凝胶法制备的光电极光电流响应最佳,且对于亚心形四爿藻、金藻、莱茵衣藻、蛋白核小球藻、聚球藻等 5 种微藻都适用,表明该制备方法对不同微藻具有较好的通用性。电子介体的研究表明苯醌及其衍生物由于氧还电位较高,具有较好的阳极光电流响应特性,而甲基紫精氧还电位较低,具有较好的阴极光电流响应。     

蔗糖-葡萄糖双功能酶传感器的研究

结合蔗糖转化酶(INV)酶管与葡萄糖氧化酶(GOD)-葡萄糖变旋酶(MUT)双酶电极构成一种新的蔗糖传感器。该传感器可以分别用于蔗糖及葡萄糖的测定。蔗糖经酶管作用产生α-D-葡萄糖,再用COD-MUT双酶电极定糖。若是样品中蔗糖和葡萄糖共存,比较样品流经不同路径(Ws和Wg)时传感器的响应值,可以排除葡萄糖对蔗糖测定的干扰。传感器的最适pH和温度范围分别为:5.0—6.5和30—40℃。在稳态法实验中,传感器的线性范围为:2.5×10~(-4)—5×10~(-3)mol/L。传感器的重复性很好,CV<1％。该传感器在用于测定发酵培养基(含葡萄糖)的蔗糖含量,平均回收率为97.9％。传感器与糖度计法测定的相关系数为0.997。传感器至少可以稳定使用8天以上。     

醋酸纤维素膜为基础的葡萄糖生物传感器的研制

用共价法将酶固定在醋酸纤维素膜上,方法简便易行,制造的酶膜稳定,比活力高。同时采用该方法制备了葡萄糖氧化酶酶膜,与氧电极组装成测定葡萄糖的生物传感器,线性范围为50~800mg／dl,仪器工作的最适pH为6．0,最适温度为40℃。将该膜与过氧化氢电极组装得到的传感器具有以下特性：线性范围为10~200mg／dl,最适pH为6．0,测定结果与酶试制盒有良好相关性。     

流动注射复合酶电极法测定麦芽糖的研究

利用聚乙烯醇(PVA)包埋法共固定糖化酶和葡萄氧化酶(GOD)制成酶膜,与氧电极结合成为复合酶电极;该电极可以用于流动注射分析系统中测定溶液中麦芽糖.对酶电极的pH效应和温度效应作了研究.酶电极的线性范围为0.5-35mmol/L.响应周期小于2min.变异系数(CV)为1.8%.在半连续使用状态下,酶电极可以使用10d以上.糖化酶保持活力为60%.对延长酶电极寿命和克服共存葡萄糖的干扰的方法作了探讨.     

以二茂铁为中间介质的葡萄糖电极的研制

以二茂铁为中间介质的葡萄糖电极是由葡萄糖氧化酶、含有二茂铁的电极糊和铂金电极构成的。由于用二茂铁代替氧作为电子受体,故此电极的响应只取决于葡萄糖浓度,而与氧分压无关。该电极的稳态响应时间为40—120s,线性范围为0.6—16m mol/l。本文还讨论了各种因素(pH、温度、搅拌速度和一些基质)对电极的影响。用此电极对牛血清和发酵液中的葡萄糖含量进行测定并与酶法比较,结果令人十分满意。     

漆酶／介体体系降解黄麻纤维木质素的研究

为了研究漆酶／介体处理过程中,黄麻纤维木质素结构的变化,采用二氧六环水溶液抽提制取了黄麻纤维木质素,再用漆酶／介体对其处理,通过GPC、元素分析、酚羟基含量测定、红外光谱以及核磁共振氢谱分析了漆酶／介体处理后,黄麻纤维木质素结构的变化。结果表明：经漆酶／介体处理后,黄麻纤维木质素重均分子量和数均分子量减小,酚羟基、醇羟基以及甲氧基含量降低,羰基含量增加。     

漆酶介体催化的研究进展

漆酶是一种含铜多酚氧化酶,可催化氧化酚型底物,不能氧化降解非酚型结构单元,但介体的加入可实现漆酶与非酚类底物间的电子传递,实现漆酶对非酚型底物的最终氧化。文章综述漆酶介体催化常用介体及其研究进展,并针对合成介体有毒价高、天然介体提取纯化复杂的特点,提出一种新型介体——木质素降解产物中的漆酶介体。     

二茂铁改良葡萄糖氧化酶电极

六十年代末以来,已有很多有关酶电极用于分析葡萄糖和其他生物样品的报道,以往大都采用氧电极和过氧化氢电极作为构成酶电极的基础。近年来许多研究则着重于发展如何将电子直接从酶活中心传递到电极表面以降低反应体系中其他生物活性物质对氧化还原反应的干扰。     

测蔗糖复合酶电极的研究

采用酶电极流动注射分析系统(EFIA),由固定化酶膜包括蔗糖转化酶(INV),葡萄糖变旋酶(MuT)及葡萄糖氧化酶(GOD)与氧电极共同组成的复合酶电极用于蔗糖的快速测定。实验确定每张酶膜的最适酶量(Iu比)为lNV：MUT：GOD：72：48：2．4。酶经固定化后,INV与MUT的综合回收活力>42．9％。其最适pH为5．8—6．5。最适温度范围是35—45℃。动态法和稳态法测试的线性范围分别为：5×10^-4—10^-1和10-5—2×10^-3mol／L,响应时间分别<20s和<2 min。实验的重复性良好,变异系数<1．7％。用此酶电极测定以蔗糖为碳源的发酵液中的蔗糖含量,平均回收率达到98％。发酵液中的蔗糖分解产生的葡萄糖对本电极的干扰可通过平行运行的GOD电极来校正。连续使用的寿命至少为120h。比前年报道的14th有了显著的提高。酶膜显示了较好的保存稳定性(30天,保存于4℃蒸馏水中)和一定的抗热性(50℃,30min)。     

木质纤维素原料中漆酶天然介体的研究进展

漆酶作为一种多功能金属氧化酶,被认为是未来工业生物催化中"可持续环境友好过程生物技术的工具"。但是由于典型漆酶催化体系中合成介体存在价格昂贵且有毒等问题而一直未能实现工业化。从木质素小分子前体物质或者中间体及降解产物中寻找稳定、高效、低毒和价廉的天然介体成为当前的研究热点和重点。本文从漆酶介体的类型与催化机理、木质纤维素原料炼制中间产物(如汽爆秸秆水洗液、造纸黑液、木质纤维素生物降解产物等)中天然介体的种类与分离等方面,论述从木质纤维素原料降解产物中分离漆酶天然介体并进行应用的可行性,为挖掘高反应活性的漆酶天然催化介体,构建漆酶多介体连续催化体系,实现木质纤维素原料降解产物的定向高值利用奠定基础。     

利用异化金属还原菌构建含糖微生物燃料电池

环境中的一些微生物通过还原金属氧化物进行无氧呼吸,而石墨电极与金属氧化物相似,也可以作为这类微生物呼吸作用的最终电子受体,利用这类微生物构建微生物燃料电池,以糖类物质为燃料,对电池产电情况、产电原理进行研究。实验结果表明,以Rhodoferaxferrireducens为产电微生物,在外接电阻510Ω条件下,以葡萄糖为燃料,常温下产生的电流密度达158mAm2(平台电压为0.46V,电极有效接触表面积为57cm2),且循环性能良好。更换燃料为其它糖,发现微生物可以利用多种糖进行产电;通过SEM观察发现大量微生物吸附在石墨电极上,用Bradford法对运行20d后电池的细胞量进行定量,测得悬浮细胞蛋白浓度为140mgL,吸附在电极上的生物量为1180mgm2。通过数据采集分析和细菌还原实验,发现吸附在电极上的微生物对电压的产生贡献最大,具有电化学和生物学活性;悬浮细胞对产电贡献很小,不具有电化学和生物学活性。     

蔗糖酶在尼龙丝上的固定化及酶管性能研究

利用盐酸水解法处理尼龙丝表面,采用戊二醛交联法将蔗糖酶固定在尼龙丝上,制成酶丝,进而制成酶管.该酶管可用于蔗糖的测定,蔗糖通过酶管分解成葡萄糖,再用葡萄糖氧化酶(GOD)电极测糖.酶管的最适 pH 为5—6,最适温度范围:30—40℃.溶液的流速对酶管的转化效率有显著影响.流速为1.3ml/min 时,蔗糖浓度在0—5mmol/L 范围内,酶管的转化效率基本恒定,约为28.5%.用同一浓度的蔗糖溶液重复实验,酶管的重复性很好,CV＜1%。酶管活力至少稳定8d(天)以上.     

以铁氰化钾为介体的苹果酸脱氢酶电极的研制

通过化学交联法将苹果酸脱氢酶 (MDH) 固定在玻碳电极表面(d=0.5cm),使用 N-甲基吩嗪甲基硫酸盐 (PMS) 和铁氰化钾为介体,间接地测定酶促反应中生成的还原辅酶 I(NADH).工作电位+350mV (vs.Ag/AgCl),L-苹果酸测定的线性范围为 25μmol/L—300μmol/L,响应时间小于60s,电极的使用寿命可达10d.并对电极的选择和重现性进行了讨论.     

真菌漆酶及其介体系统：来源、机理与应用

漆酶是一类含铜氧化酶,广泛分布于植物、真菌、细菌、昆虫中,它们能够高效催化芳香族和非芳香族化合物氧化降解,并最终将分子氧还原为水作为副产物。一些小分子介体能够进一步提高漆酶的降解底物范围、催化效率和稳定性。它们与漆酶构成漆酶/介体系统（laccase mediator systems, LMS）,能够更有效地降解非酚类、多环芳烃类等难降解化合物,在造纸制浆与漂白、染料脱色、环境脱毒等领域有着巨大的应用前景,成为近年来的研究热点之一。对漆酶的来源与功能、真菌漆酶结构与反应机理、介体类型与作用机理、LMS的应用进行了综述,以期为漆酶的应用研究提供参考。     

N—甲基吩嗪为介体辣根过氧化物酶传感器的研究

研究了将Ｎ－甲基吩嗪作为介体,通过牛血清白蛋白和戊二醛使其作为结合到玻碳电极上去的辣根过氧化物酶生物传感器。该酶电极对过氧化氢有良好的响应,Ｎ－甲基吩嗪还原电流的增值与过氧化氢浓度在１×１０－６～５×１０－４ｍｏｌ／Ｌ范围内有良好的线性关系,该传感器灵敏度高,检出限为１０－７ｍｏｌ／Ｌ,对过氧化氢的响应时间小于１０ｓ。     

葡萄糖氧化酶在枯草芽孢杆菌芽孢表面的展示及其酶电极制备

葡萄糖生物传感器是目前最为常见的电化学生物传感器,绝大多数葡萄糖生物传感器采用在电极表面修饰葡萄糖氧化酶的方法来制备,但是,在电极的固定化过程中需要酶的纯化,使得成本增加,已成为固定化酶电极开发领域的瓶颈。文中主要以芽孢衣壳蛋白CotX为锚定蛋白将葡萄糖氧化酶 (Glucose oxidase,GOD) 展示到枯草芽孢杆菌芽孢表面,通过Western blotting分析、免疫荧光分析以及酶活检测均证明GOD在芽孢表面有效表达,发酵获得重组芽孢 (Spore-GOD)。再采用滴涂法和电沉积法制备了氧化石墨烯/普鲁士蓝沉积膜修饰玻碳电极,将Spore-GOD固定在修饰电极表面,最后滴加一层Nafion溶液,制成了电化学生物传感器,用于葡萄糖的灵敏测定。葡萄糖在该酶电极传感器上的循环伏安图表明,该反应在0.42 V处出现明显的氧化峰,并且氧化还原峰电流与葡萄糖浓度在0.1–7.0 mmol/L之间具有良好的线性关系,校正曲线方程为：I=1.304 7Cglucose+3.639 (R2=0.992 9),其检测限为7.5 μmol/L (S/N=3)。此修饰电极具有良好的导电性能、稳定性和重现性,可用于葡萄糖的分析测定。     

环糊精交联固定酶的生物传感器及临床应用

通过交联方式将辣根过氧化物酶固定在Eastman-AQ-N-甲基吩嗪修饰电极上,制备成过氧化氢生物传感器.通过循环伏安法和计时电流法证明固定在Eastman-AQ阳离子交换树脂中的N-甲基吩嗪有效地在辣根过氧化物酶和玻碳电极之间传递电子.由于该生物传感器对过氧化氢具有良好的生物电催化还原的功能,所以将它与葡萄糖氧化酶和半乳糖苷酶结合,制备成双酶和三酶体系的生物传感器,用于葡萄糖和乳糖的测定.该生物传感器具有灵敏度高、响应快、响应范围宽及选择性好等优点.对糖尿病患者的血糖测定结果与采用葡萄糖氧化酶和辣根过氧化物酶的分光光度法的结果一致.