基于纳米金和硫堇固定酶的过氧化氢生物传感器

在铂电极上自组装一层纳米金(GNs), 构建负电荷的界面, 然后通过金-硫、金-氮共价键合作用和静电吸附作用自组装一层阳离子电子媒介体硫堇(Thio). 再以同样的作用自组装一层GNs和辣根过氧化酶(HRP)的混合物, 最后在电极最外层滴加一层疏水性聚合物壳聚糖(Chit), 由此制备了一种新型的过氧化氢生物传感器. 研究了工作电位、检测底液pH、温度对响应电流的影响, 以及GNs和HRP之间的相互作用, 探讨了传感器的表面形态、交流阻抗、重现性和稳定性. 该传感器的酶催化反应活化能为12.4 kJ/mol, 表观米氏常数为6.5×10^－4 mo/L, 在优化的实验条件下, 所研制的传感器对H₂O₂的线性范围为5.6×10^－5～2.6×10^－3 mol/L, 检出限为1.5×10^－5 mol/L. 应用此方法制备了HRP和葡萄糖氧化酶(GOD)双酶体系葡萄糖生物传感器, 并应用于实验样品葡萄糖含量的测定.     

基于多壁碳纳米管增敏材料的辣根过氧化物酶分子印迹电化学传感器的制备及对H2O2的检测

以辣根过氧化物酶(HRP)为蛋白质模板分子, 邻苯二胺(o-PD)为聚合单体, 首先将预先羧基化的多壁碳纳米管(MWCNTs)通过阶跃电位法电沉积在玻碳电极上作为增敏材料, 然后在该电极上电聚合含HRP的邻苯二胺电沉积液形成一层聚合膜, 去除模板化合物后, 制得对HRP具有特异性识别能力的分子印迹聚合物(MIPs)膜; 利用聚邻苯二胺(POPD)的自探针效应构建了分子印迹电化学传感器. 该传感器的响应电流与HRP浓度在1.0×10 ^-10~1.0×10 ^-5 mg/mL范围内有良好的线性关系, 相关系数为0.991, 检出限为1.5×10 ^-11 mg/mL(S/N=3); 该传感器的响应电流与H₂O₂浓度在4.0×10 ^-7~1.4×10 ^-5 mol/L范围内有良好的线性响应, 相关系数为0.992, 检出限为2.6×10 ^-7 mol/L(S/N=3), 将该传感器用于实际样品H₂O₂的检测, 回收率在91.2%~97.1%之间. 建立了基于MIPs膜的HRP和H₂O₂双分析物传感器的制备方法, 该方法可应用于酶及其酶促底物双分析物传感器.     

碳纳米管电极上辣根过氧化物酶的直接电化学

制备了碳纳米管修饰玻碳电极(CNT/GC).将辣根过氧化物酶(HRP)固定在CNT/GC电极表面,形成HRP-CNT/GC电极.研究了HRP的直接电子转移.实验结果表明,HRP在CNT/GC电极表面能进行有效和稳定的直接电子转移反应,其循环伏安曲线上表现出一对良好的、几乎对称的氧化还原峰;式量电位E^0'几乎不随扫速(至少在20～100 mV/s的扫速范围内)而变化,其平均值为(-0.319±0.002) V (vs. SCE, pH 6.9); HRP在CNT/GC电极表面直接电子转移的速率常数为(2.07±0.56) s^-1;式量电位E^0'与溶液pH 的关系表明HRP的直接电化学是(1e+1H⁺)的电极过程.进一步的实验结果显示,固定在CNT/GC电极表面的HRP能保持其对H₂O₂还原的生物电催化活性,而且能快速地响应H₂O₂浓度的变化.本文制备碳纳米管修饰电极和固定酶的方法具有简单和易于操作等优点,可用于获得其它生物氧化还原蛋白质和酶的直接电子转移.     

基于Fe3O4@Au复合纳米粒子标记抗体的电化学免疫方法用于水体中大肠杆菌的检测

合成了Fe₃O₄@Au复合纳米粒子作为辣根过氧化酶标记抗体的载体, 并将该复合纳米粒子标记物应用于电化学放大免疫分析. 将电子媒介体硫堇聚合在玻碳电极表面, 以纳米金作为固定大肠杆菌抗体的基底, 通过辣根过氧化酶催化溶液中H₂O₂产生的电流信号来测定大肠杆菌. 实验结果表明, 该方法对水体中大肠杆菌检测的线性范围为50～1×10⁵ cfu/mL, 检出限为20 cfu/mL. 对过富集后的实际水样进行测定, 该法结果表明, 对水体中大肠杆菌的检测灵敏度达到2 cfu/mL.     

基于纳米金自组装膜固定辣根过氧化物酶的生物传感研究

将辣根过氧化物酶(HRP)通过纳米技术和自组装技术固定于电极表面,制得了酶修饰电极.纳米金与HRP形成了静电复合物并高效地保持了HRP的生物活性,以对苯二酚作为电子媒介体,差示脉冲伏安法(DPV)研究生物酶电极测定H2O2的线性范围为5.0×10-6～1.0×10-3 mol/L,检测限为2.5×10-6 mol/L,线性方程为△I=0.34765+4.05553CH2O2(mM).酶电极的表观米氏常数(K(app))为0.0675 mmol/L.实验同时证明该生物酶电极具有良好的稳定性和使用寿命.     

基于聚乙烯醇离子液体负载HRP修饰石墨烯/纳米金复合膜的过氧化氢生物传感器

以石墨烯/纳米金修饰玻碳电极为基底, 用聚乙烯醇与离子液体复合物将辣根过氧化物酶固定于电极表面, 制备了过氧化氢生物传感器. 结果表明, 在0.1 mol/L HAc-NaAc+0.1mol/L KCl(pH=6.5)中, H₂O₂的氧化峰电流与其浓度在9.55×10^-6~6.01×10^-3 mol/L间呈良好线性关系, 检出限(3S/N)为3.3×10^-7 mol/L. 用标准加入法做回收实验, 回收率在93.4%~100.5%之间. 该传感器对H₂O₂具有较高的灵敏度和较低的检测限, 稳定性和重现性良好, 使用寿命较长, 且制作成本低, 可多次重复使用.     

基于静电吸附甲苯胺蓝和纳米金固定过氧化物酶生物传感器的研究

以玻碳电极为基底,电聚合邻氨基苯甲酸(ABA),使其形成带负电的界面,通过分子间静电作用力,自组装一层带正电荷的电子媒介体甲苯胺蓝(TB),再通过媒介体的氨基吸附纳米金,最后静电吸附固定辣根过氧化物酶制备出H2O2传感器。探讨了膜聚合时间、媒介体组装时间、pH、温度、工作电位对电极响应的影响。在优化的实验条件下,该传感器对H2O2电流响应与其浓度为1.5×10-5~1.3×10-3mol/L范围内呈线性关系;检出限为5.6×10-6mol/L。此外,该传感器具有较低的工作电位,能有效地消除抗坏血酸等的干扰。     

废虾壳衍生多孔碳纳米酶的制备及用于比色检测自来水中过氧化氢

以废虾壳为碳源，通过惰性气氛高温碳化法制得废虾壳衍生的多孔碳纳米酶，并将其作为一种类过氧化物模拟酶用于比色检测自来水中的H₂O₂。所制备的碳纳米酶呈无定型多孔结构，且催化活性类似天然辣根过氧化物酶。考察了反应体系中各参数对类过氧化物酶催化活性的影响。在最优条件下，废虾壳衍生多孔碳纳米酶比色分析H₂O₂的线性范围为0～200μmol/L，线性相关系数R²=0.9772，检出限为0.59μmol/L。建立的方法可用于快速分析自来水中的H₂O₂。     

基于聚硫堇和纳米金共修饰的过氧化氢生物传感器的研究

用循环伏安法将电子媒介体硫堇电聚合在铂电极上,使其表面形成均匀的带负电的聚合膜层,通过静电吸附作用固定表面带正电荷的辣根过氧化物酶,接着吸附纳米金,然后再利用纳米金吸附固定一层辣根过氧化物酶,制成了新型过氧化氢生物传感器。实验发现,该传感器增加了酶的吸附量,响应快、灵敏度高、稳定性好,对H2O2表现出良好的响应特性。检测范围为5.2×10-7~2.0×10-3mol/L,检出限为1.7×10-7mol/L,并具有抗尿酸、抗坏血酸等干扰的特点。     

磁性印迹纳米粒子固定血红蛋白修饰磁性电极构建过氧化氢传感器

采用表面印迹技术,以磁性二氧化硅纳米粒子（Fe₃O₄@SiO₂ NPs）作为载体、血红蛋白（Hb）为模板分子、正硅酸乙酯（TEOS）为印迹聚合物单体,制备了Hb印迹Fe₃O₄@SiO₂的磁性印迹纳米粒子（MMIPs NPs）. MMIPs NPs具有磁性内核和血红蛋白印迹壳层的核壳结构,可以富集并固定Hb. 使用壳聚糖将MMIPs NPs固定于磁性电极表面,构建血红蛋白类酶生物传感器,研究了Hb对过氧化氢（H₂O₂）的催化活性. MMIPS NPS相比于磁性非印迹纳米粒子（MNIPS NPS）,催化电流增加了14.3%. 采用磁性电极,MMIPS NPS、Hb和O₂的顺磁性使得该类酶生物传感器对H₂O₂的催化电流增加了60.0%. 血红蛋白类酶生物传感器电流响应与H₂O₂浓度在25 ~ 200 μmol·L^-1间呈线性关系,检出限为3 μmol·L^-1（S/N=3）,表明该类酶传感器对H₂O₂具有良好的催化性能.     

L-半胱氨酸/辣根过氧化物酶/纳米银/辣根过氧化物酶修饰电极循环伏安法测定过氧化氢

在金电极表面自组装L-半胱氨酸,再分别吸附辣根过氧化物酶(HRP)和纳米银,制得L-半胱氨酸/辣根过氧化物酶/纳米银/辣根过氧化物酶修饰电极。采用循环伏安法研究了修饰电极的电化学特性,探讨了pH值、温度对电极响应的影响,考察了电极的重复性、稳定性及选择性。实验结果表明,HRP在修饰电极表面能进行有效和稳定的电子转移,HRP保持了其对H2O2还原的生物催化活性。该电极对H2O2检测的线性范围为8.6×10-7～1.3×10-3mol/L,r=0.9985,检出限(S/N=3)为1.6×10-7mol/L。该电极具有稳定性好、线性范围宽、检出限低等优点,同时具有一定的抗干扰能力。     

基于硫堇/碳纳米管修饰金电极的过氧化氢生物传感器

制备了以硫堇(TH)、纳米金(Nano-Au)及多壁碳纳米管(MWNT)修饰的H2O2生物传感器.探讨了工作电位、温度、pH对电极响应的影响,考察了电极的重现性、抗干扰能力及使用寿命.该传感器具有线性范围宽、检出限低、灵敏度高、稳定性好和抗干扰能力强等特点.其线性范围为7.0×10-7～4.0×10-3 mol/L;检出限为2.3×10-7 mol/L;灵敏度为0.13 A/(mol L-1 cm2);达到稳定电流所用时间《9 s.米氏常数为0.62 mmol/L,表明所固定的酶具有较高的生物活性.     

Tb3＋离子与植物辣根过氧化物酶的作用方式探讨

利用紫外可见吸收光谱、红外光谱、荧光光谱、原子吸收及酶分离方法, 首次研究了稀土离子Tb^3＋与植物辣根过氧化物酶(HRP)的相互作用方式. 结果表明, Tb^3＋与HRP作用方式包括: (1) Tb^3＋与肽链上的氨基酸残基作用, 影响酶活性中心的微结构; (2) Tb^3＋能部分取代酶中的Ca^2＋; (3) Tb^3＋能部分剪切肽链上的氨基酸残基, 改变酶的结构. 因此, Tb^3＋与HRP的相互作用可能以一种方式为主, 或几种作用方式同时存在.     

固定化辣根过氧化物酶在有机/水混合溶液中的电化学

用魔芋多糖(KGM)将辣根过氧化物酶(HRP)固定在玻碳电极(GCE)表面, 制备了HRP-KGM膜修饰电极. 在乙醇等亲水性有机溶剂与水的混合溶液中, 包埋在KGM中的HRP 可以与电极发生直接电子传递, 且能催化还原过氧化氢、氢过氧化异丙基苯、氢过氧化叔丁基、过氧化丁酮等过氧化物. HRP-KGM膜修饰电极具有较好的稳定性和重现性, 可用于这些物质的定量检测.     

Kinetic Study on Horseradish Peroxidase Interacting with Cyclodextrin

Horseradish peroxidase (HRP) catalyzes the oxidation of a wide variety of compounds inthe presence of hydroperoxide. The products have been used as the important materialsin extensive fields because of the con juged bond. Many investigators have stUdied themechanism of HRP. When native HRP reacts with hydroperoxide, compound i, which istwo oxidizing equivalents of the ferric state of HRP, is formed. Compound I issubsequently reduced by one electron to form compound 11. Reduction of compo…     

磁性CS-M固定HRP的条件研究

用磁性壳聚糖微球(磁性CS-M)作载体,用吸附法对辣根过氧化物酶(horseradishperoxidase,简称HRP)进行固定化研究。实验结果表明,磁性固定化酶的活力受壳聚糖浓度、交联剂的用量、乳化剂、载体与酶的比例、pH及固定化时间等因素的影响。     

Horseradish peroxidase-based organic-phase enzyme electrode

An organic-phase enzyme electrode (OPEE) based on horseradish peroxidase (HRP) immobilized within Nafion on spectroscopic graphite was investigated in acetonitrile. The amperometric electrode response to hydrogen peroxide and cumene hydroperoxide present was found to be the result of the reduction of oxygen, produced upon enzymatic decomposition of both hydroperoxides (i.e., by the catalase-like activity of HRP). The electrode response was found to depend linearly on the hydroperoxide concentration up to 700 M within the range of potentials from –200 to –400 mV (versus Ag|AgCl). Detection limits of approximately 45 M for H₂O₂ and 100 M for cumene hydroperoxide were determined under the selected experimental conditions. Nernstian dependence (the open circuit voltage of HRP-based electrode versus logarithm of H₂O₂ concentration) was obtained between 0.2 and 2.0 mM, with a slope of approximately 23 mV per logarithmic unit, suggesting a catalase-like, two-electron disproportionation of the substrate in acetonitrile.     

固定化辣根过氧化酶的壳聚糖/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(C5)与四乙氧基硅烷(TEOS)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,用杂化膜对辣根过氧化酶进行固定,用红外光谱法、扫描电镜法对膜进行了表征。以金电极和固定化酶膜构建过氧化氢生物传感器,并用循环伏安法和计时电流法对传感器的特性进行了研究。结果表明,用于研制固定化酶生物传感器时．杂化膜不仅对底物的响应时间快(小于10s）,而且能较好地保持酶的催化活性。求得酶促催化反应的表观米氏常数为0．87mmol／L。