基于鱼鳔膜的葡萄糖氧化酶生物传感器的研究

摘要

酶的固定化方法很多，主要有吸附法、包埋法、共价键合法和交联法等；用于固定化酶的载体材料也很多，如凝胶、无机材料、有机聚合物以及生物材料等。本文初步探究了酶的固定化载体材料的选择及酶的固定化方法，通过对一系列生物载体材料的比较，首次采用天然生物材料鱼鳔作为酶的固定化载体。鱼鳔的生物结构为葡萄糖氧化酶提供了很好的微生物环境，非常有利于酶的固定化。 以戊二醛为交联剂，采用共价交联的方法将葡萄糖氧化酶固定在鱼鳔膜上，然后将此酶膜附着在具有荧光猝灭效应的氧敏感光极膜上，置于自制的流通池内，制成检测葡萄糖的光学酶生物传感器。氧敏感膜是由被硅胶吸附的[Ru(dpp)3][(4-Clph)4B]2的凝胶颗粒组成，该聚合物在470nm激发波长下，可得到波长为605nm的发射峰，并且在与氧分子作用下，Ru(Ⅱ)的聚合物发生荧光猝灭效应。反应中，固定在鱼鳔膜上的葡萄糖氧化酶催化葡萄糖与氧分子作用，则在膜上产生消耗氧的动力学平衡，随着溶解氧的消耗，会产生荧光强度的增大，而荧光强度的改变是与葡萄糖浓度相关的，根据此原理可以对葡萄糖进行定量分析。 利用该传感器测定葡萄糖溶液，测得葡萄糖浓度线性范围，20℃时为0.100-0.800mmolL-1；30℃时为0.010-0.400molL-1。详细研究了pH值、缓冲液浓度、温度等因素对此传感器的影响，此外，测定了该传感器的重现性和选择性，重复实验的RSD值为2.1％，并且具有很高的选择性。在4℃下，此传感器的使用寿命为10个月，并成功地利用此传感器进行人体血糖、尿糖的分析。

目录

文摘

英文文摘

1文献综述

1.1酶

1.1.1酶的基本概念与发展史

1.1.2酶的催化作用机理

1.1.3影响酶催化作用的因素

1.1.4酶催化作用的特点

1.2固定化酶

1.2.1固定化酶的概念及其特点

1.2.2固定化酶的方法

1.3酶生物传感器

1.3.1酶生物传感器的概念及其特点

1.3.2酶生物传感器的结构

1.3.3酶生物传感器的发展阶段

1.3.4酶生物传感器的应用

1.4葡萄糖氧化酶生物传感器的研究进展

1.5本实验的目的和意义

2鱼鳔膜固定化葡萄糖氧化酶传感器的制备

2.1葡萄糖氧化酶传感器的设计要求及其研究意义

2.2实验部分

2.2.1试剂

2.2.2仪器

2.2.3用于固定化酶载体的选择

2.2.4葡萄糖氧化酶在鱼鳔膜上的固定化

2.2.5氧敏感膜的制备

2.2.6葡萄糖传感器的装配

2.3结果与讨论

2.3.1传感器的响应原理

2.3.2鱼鳔膜的结构以及葡萄糖氧化酶在鱼鳔膜上的固定化结果

2.3.3固定化酶在鱼鳔膜上的使用寿命

2.3.4酶浓度及交联剂浓度对酶的固定化作用的影响

2.3.5葡萄糖氧化酶传感器的灵敏度

2.3.6葡萄糖氧化酶传感器的重现性及可逆性

2.3.7pH值的影响

2.3.8缓冲液浓度对酶的影响

2.3.9温度的影响

2.3.10葡萄糖氧化酶传感器的选择性

2.3.11样品分析

3结论

4参考文献

5作者简历及在读期间发表论文情况

6声明

7致谢