基于酶电极的乳酸检测生物传感器

乳酸(C₃H₆O₃),又名2-羟基丙酸、丙醇酸,属于羟基酸的一种。乳酸在食品工业、临床医学、生物技术等行业具有极其重要的意义,因此如何高通量检测不同样品中的乳酸成为目前业界研究的重点。传统乳酸检测方法操作繁琐、费时费力或需要昂贵的检测设备,乳酸生物传感器可以克服这些限制,不需要样品制备,能够快速、简便、可靠地定量测定食品或血浆中的乳酸,具有广阔的应用前景。乳酸酶电极生物传感器主要有两种类型——基于L-乳酸氧化酶(L-LOD)和L-乳酸脱氢酶(L-LDH)的乳酸生物传感器。本文综述了L-LOD和L-LDH结构特征、来源及催化机理,讨论了改善基于酶电极的乳酸传感器性能的3种策略(电极材料改造策略、酶固定化策略、酶分子工程改造策略),还根据用于制造乳酸生物传感器的不同载体包括膜、透明凝胶基质、水凝胶载体、纳米颗粒等对乳酸生物传感器进行了归类分析,最后本文将目前商品化应用的酶电极乳酸生物传感器特点进行了对比总结讨论,阐述了乳酸生物传感器的未来应用方向,并对未来发展前景进行了展望。     

阵列电化学生物传感器研究进展

阵列生物传感器技术作为一种高通量、快速、选择性高和集成化的分析技术,已在基因组学和蛋白质组学的研究和药物筛选、环境分析,食品分析,临床诊断等领域中得到广泛的应用.阵列生物传感器主要有阵列光学生物传感器和阵列电化学生物传感器.阵列电化学生物传感器是将生物分子识别物质如酶、抗原/抗体、DNA等固定在阵列电极上,以阵列中每根电极产生的电化学信号作为检测信号的电化学分析器件.阵列电化学生物传感器以灵敏度高、分析速度快、选择性好、易于微型化和集成化以及仪器价格低廉等特点受到了研究工作者的极大关注.本文简单介绍了阵列电化学生物传感器的原理和特点,重点评述了2005年以来阵列电化学生物传感器在单组份检测和多组份同时检测两方面的研究进展,简单讨论了阵列电化学生物传感器研究中存在的问题.     

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。     

固定化尿酸酶丝素膜的性质及其尿酸传感器

应用电化学分析法对固定化酶丝素膜的性质进行了分析,结果表明这种酶经丝素膜固定后,活性得率高、性能稳定、能长期存放.用这种酶膜和氧电极等组成的流动注射分析式尿酸传感器对生物样品进行的百次重复分析结果表明,这种传感器的重现性良好,每小时能分析60个人血清样品.     

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。     

一种生物传感器新型膜的研制

一种生物传感器新型膜的研制王顺光,吉鑫松,袁中一（中国科学院上海生物化学研究所,２０００３１）关键词聚乙烯醇,生物传感器,葡萄糖,乳酸如何研制出具有优良的机械强度和传质性能、比活力较高的稳定的酶膜是生物传感器研究中十分重要的问题‘”。目前最为普遍使用...     

两种固定化载体在谷氨酸传感器研制中的比较

以海藻酸钠和聚乙烯醇为固定化载体,将谷氨酸脱羧酶包埋制成酶膜,与ＣＯ２气敏电极偶联制成谷氨酸生物传感器,经比较研究,用聚乙烯醇包埋制备的传感器,其响应时间,响应值及稳定性均优于海藻酸钠包埋制备的传感器。     

生物传感器市场预计到2000年将超过十亿美元

管理主任S.Russell Craig向麻省坎布里奇的小亚塞公司咨询时说,到2000年,生物传感器总值将超过十亿美元。总值中预计67％是产品销售,其余的投资于研究与开发。这些数字将颠倒目前的比例,即三分之二的投资用于研究与开发。Craig上月底在首次年度国际生物传感器座谈会上发表了他的预测。生物传感器把酶、抗体、受体或核酸与电极末端连接,以测定其它生物分子,其典型应     

生物传感器的开发和应用进展

生物传感器的开发和应用进展冯德荣（山东省科学院生物研究所２５００１４）一、生物传感器的特点和原理在生物技术领域迫切需要建立的各种快速分析和优化控制方法中,生物传感器是目前最受到人们注意的一种。生物传感器能对许多过去难于测定的生化物质进行定量分析,已经在实践中开始应用的生物传感器都是固定化酶酶电极,包括葡萄糖、谷氨酸、乳酸、乙醇等多种。     

L—谷氨酸脱羧酶电极的研制及性能

酶电极是由传感器和酶膜(或其它形式)组成的一种生物传感器,它通过酶催化反应作用,由传感器检测底物到产物转化或其他变化来进行测定,因此具有专一性好,灵敏度高,操作简便等特点。自本世纪六十年代,Updike和Hicks首先提出酶电极这一概念以来,酶电极的研究发展十分迅速,许多成果已被应用于临床、发酵及食品工业、环境保护等领域。氨基酸,可通过氨基酸脱羧酶的作用,由瓦氏呼吸计检测生成的二氧化碳的量而定量测定。1976年,Tong和Rechnitz首先报道了应用赖氨酸脱羧酶电极测定赖氨酸。其后,White和Guilbault及Tran等人分别对之进行了改进;最近,谷氨酸脱羧酶电极的研究也有报道。     

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.     

羧基化石墨烯/半胱胺修饰金电极对多巴胺的电化学行为研究

为了基于羧基化石墨烯/半胱胺修饰金电极建立更为先进的多巴胺生物传感器，以定量检测儿茶酚胺类神经递质多巴胺，利用自组装技术将半胱胺修饰于金电极上，再利用1-乙基-\[3-二甲基氨基丙基\]碳酰二亚胺盐酸化物/N-羟基琥珀酰亚胺（EDC/NHS）交联剂将羧基化石墨烯固定在修饰后的金电极上制成多巴胺电化学传感器。先对修饰电极进行表征以检验其灵敏度，再利用循环伏安法研究该电极在多巴胺溶液中的电化学行为，包括检测条件的优化和传感器性能的测定。修饰电极表征结果表明，羧基化石墨烯/半胱胺修饰金电极提高了电极传递电子的能力，具有较高的灵敏度。经单因素实验得出，最佳检测条件为利用pH 6.00的0.30 mol·L-1磷酸盐缓冲溶液（PBS）配制多巴胺溶液，扫描速率设定为200 mV·s-1。在最佳检测条件下，制备的多巴胺电化学传感器电流的大小随着多巴胺浓度的增大而增大，在1.0×10-3~3.5×10-3 mol·L-1范围内呈现良好的线性关系，线性回归方程为I=8.120 6C+7.017，相关系数R2为0.999 5。且该传感器精密度好，稳定性强，具有一定的抗干扰能力。研究结果为药物盐酸多巴胺注射液中多巴胺含量测定提供了支撑。     

生物传感器在医学中的应用

自1967年世界上制出第一只酶电极以来,在近20年的时间里,生物传感器的研究开发工作进展迅速,并有数量众多的各种类型的生物传感器问世,广泛应用于医学中的临床生化检查、发酵工业及环境监护等领域。限于篇幅,本文重点对生物传感器在医学中的应用现状进行介绍。     

Nafion膜固定的亚甲基蓝为介体的生物传感器

制成了以亚甲基蓝为介体的电流型过氧化氢生物传感器,通过离子交换牢固地固定在Nafion膜中的亚甲基蓝,能有效地在辣根过氧化物酶和玻碳电极之间传递电子.探讨了pH值、温度、工作电位和抗坏血酸等物质对此传感器生物电催化还原H₂O₂的影响.此生物传感器选择性好、灵敏度高,对H₂O₂线性响应范围为5.0×10^-7～2×10^-4 mol/L,响应时间少于30 s.     

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。     

山东省生物传感器重点实验室

一 概况 山东省生物传感器重点实验室的前身为山东省科学院生物研究所生化研究室,是专门研发固定化酶生物传感分析仪的研发机构,自1983 年建所以来一直从事生物传感器的研究工作.1986 年研制成功基于溶氧电极的葡萄糖测定仪.     

一种新的检测黄曲霉毒素B1的酶生物传感器的制作

本文报道了一种新的检测黄曲霉毒素B1的生物传感器,该传感器以开管的多壁纳米碳管固定化黄曲霉毒素氧化还原酶制作传感电极检测黄曲霉毒素B1,其线性范围达到0.16μM-3.2μM,当把特异性的黄曲霉毒素B1抗体与黄曲霉毒素氧化还原酶通过多壁纳米碳管共固定化制作修饰电极,传感器的检测限提高到16nM,灵敏度提高了10倍。用这种方法制作黄曲霉毒素酶生物传感器,使黄曲霉毒素酶生物传感器向实用化迈进了一步。     

强化产电微生物与电极间电子传递速率的研究进展

产电微生物是微生物燃料电池、电解池和电合成等微生物电化学技术(Microbial electrochemical technologies,METs)的研究基础。产电微生物与电极界面间的胞外电子传递(Extracellular electron transfer,EET)效率低以及生物被膜形成能力弱限制了METs在有机物降解、电能生产、海水淡化、生物修复和生物传感等方面的应用。因此,强化产电微生物与电极界面间的相互作用是过去几年的主要研究热点。针对近年的研究,本文系统概述了通过改造产电微生物来增强微生物-电极间相互作用的各种策略,重点分析了这些策略的适用性和局限性,并展望了强化产电微生物-电极界面作用在微生物电化学技术利用方面的研究前景。     

土壤诊断生物传感器上市销售

坂田种子公司从2006年7月起开始销售土壤诊断用生物传感器“soil　dock”。该传感器通过比较固定在电极上的微生物的耗氧量来诊断土壤病害发生的难易程度，由日本东京工科大学、产业技术综合研究所共同进行研发。[第一段]     

辣根过氧化物酶生物传感器催化与抑制动力学研究

为研究固定化的辣根过氧化物酶降解酚类有机污染物及检测环境有毒物质过程的动力学机制 ,利用伴刀豆蛋白A与糖蛋白的特异性吸附性质将辣根过氧化物酶层层固定在玻碳电极表面 ,制备了一种灵敏度高、性能稳定的辣根过氧化物酶多层膜生物传感器 ,并推导出了辣根过氧化物酶对过氧化氢、对苯二酚的催化反应以及苯肼对该反应的抑制作用的动力学模型。运用酶传感器实验数据 ,对推导出的动力学模型进行了拟合与参数估计。