酶注射式葡萄糖生物传感器建模方法研究

建立了酶注射式生物传感器的机理模型,并通过实验验证模型精确性.用传感器检测1和2 mg/mL葡萄糖溶液得到电压数据,通过数据拟合确定模型参数.将浓度值3 mg/mL带入模型得到预测曲线,再将其与传感器检测数据拟合后曲线进行比较,验证模型精确性.结果表明,参加反应的酶液米氏常数Km为1.97,数学模型与实际传感器工作模型相关系数(R2)为0.998.     

基于多孔金结构的三相界面酶电极的制备及高效电化学酶传感性能

界面微环境是影响酶催化反应及酶传感性能的关键因素. 本研究基于三维微纳米结构多孔金基底, 通过调控电极表面的亲水和疏水浸润性, 制备了具有固-液-气三相界面微环境的氧化酶电极, 并研究了界面微环境对酶催化反应动力学的影响规律. 基于所制备的三相界面多孔金结构酶电极, 反应物氧气能够从气相直接快速地传输到酶催化反应界面, 极大地提升了界面氧气浓度及其稳定性, 从而大幅度提高了氧化酶活性及酶电极响应的稳定性. 以葡萄糖为模型待测物, 基于该三相界面酶电极的电化学酶生物传感器拥有宽的线性范围、 高的灵敏度、 低的检出限以及良好的稳定性. 这类独特的三相反应界面设计为高效酶生物传感器的建构以及生物分子的精准检测提供了新思路.     

羧甲基纤维素水凝胶生物降解动力学研究

用氯化铝对羧甲基纤维素进行交联,制得了水凝胶.考察了底物浓度、酶浓度以及降解温度对该水凝胶降解速率的影响,探讨了酶降解动力学及“表观”活化能对酶浓度的依赖关系.结果表明,该酶促反应最佳温度为37 ℃,降解反应对底物浓度和酶浓度的反应级数分别为1级和1.2级;得到了与传统的Michaelis-Menten动力学机制不同的非均相酶促反应动力学模型,确定了“表观”活化能与酶浓度之间的定量关系.     

发酵过程葡萄糖在线检测系统的研制

发酵工艺中的高温蒸气灭菌过程使得传统"酶膜"方式葡萄糖生物传感器不能在线使用,导致不能实时控制葡萄糖的补加量,进而影响发酵的质量和产率。为了解决这一问题,本研究构建了一套用于发酵过程的葡萄糖在线检测系统。利用研制的耐高温的"酶液"方式葡萄糖生物传感器解决了"酶膜"方式传感器高温后无法正常工作的问题;利用研制的耐高温的透析取样系统解决了在线取样难题。实验表明:本传感器对葡萄糖的灵敏度达到0.259 nA/(mg/L);检出限为0.7 mg/L。对于500 mg/L葡萄糖浓度测量结果的相对标准偏差为2.02%;在0～1000 mg/L范围内,系统响应信号与葡萄糖浓度呈线性关系;本系统与商品化SBA-40E生物传感分析仪离线测量结果相比,呈现显著的线性相关关系。且线性相关方程的斜率k≈1。利用此检测系统对大肠杆菌发酵过程中的葡萄糖浓度进行了在线测量,并与SBA-40E生物传感分析仪离线测量结果进行了对比,变化趋势基本一致。     

DynaFit软件在化学反应动力学教学中的应用

介绍动力学软件DynaFit,并以洛特卡-沃尔泰拉振荡模型和米歇利斯-门顿酶促反应模型说明该软件在化学反应动力学教学中的应用。DynaFit软件可用于已知反应机理、初始浓度和速率常数,模拟实验数据以及已知反应机理、初始浓度和实验数据,拟合速率常数。     

磁性纳米多酶催化剂的制备及其用于葡萄糖浓度的检测

制备了一种用戊二醛交联壳聚糖包裹Fe_3O_4与葡萄糖氧化酶(GOX)的多酶催化剂(Chit-Fe_3O_4-GOX),并对其进行了表征与性能研究。待测溶液中的葡萄糖在GOX作用下产生H_2O_2,进而在具有模拟辣根过氧化物酶催化特性的Fe_3O_4的催化下产生羟基自由基,再与TMB反应显蓝色。从而通过在特定波长下吸光度与H_2O_2浓度间的关系间接得出底物葡萄糖浓度,建立了可视化检测葡萄糖含量的方法。所制得的多酶催化剂具有良好的超顺磁性,可以方便实现磁分离和回收,具有较高的催化效率。多酶催化剂的最佳使用条件是:反应温度30℃、反应时间6 h、多酶催化剂用量2 mg/mL、TMB用量3 mg/mL。吸光度与葡萄糖含量的线性关系为y=0. 0026+0. 10432x。方法可快速检测血液或者尿液中葡萄糖含量。     

壳聚糖的酶法降解

用壳聚糖酶降解壳聚糖,探讨了壳聚糖降解过程中温度、pH值、底物浓度和金属离子对酶促反应的影响。结果表明:酶促反应进行到5 h左右时,即可得到聚合度小于10的壳寡糖。该酶促反应的最适温度为50℃,最适pH=5.5;最适底物浓度为0.02 g/mL;金属离子Ca2+和Mg2+对酶降解有一定的促进作用,而Zn2+、Cu2+对酶降解有较强的抑制作用。该酶促反应符合米氏动力学方程,米氏常数Km=7.80 g/L,最大反应速率Vmax=7.72 g/(min.L)。     

单一粒度法研究固定化酶内扩散限制的酶应动力学

本文提出了用一种粒度的固定化酶,利用在高底物浓度与低底物浓度时分别表现为零级反应与一级反应的特点,研究在连续式反应器中内扩散限制下酶反应动力学的方法。通过在棒条状异构化酶上葡萄糖转化为果糖的反应,测求了酶反应的本征参数以及一级反应速度常数、表观米氏常数、底物扩散系数、效率因子等动力学参数。     

酶催化水解法快速测定牛奶中蛋白质含量

以酪蛋白水解度为指标,采用pH-stat法优化了胰蛋白酶催化酪蛋白水解的反应条件,并以该酶为检测用酶,分析了酪蛋白浓度与酶解反应初速度的关系,并建立了一种快速检测牛奶中蛋白质含量的方法.在pH=7.5,温度55℃的条件下,用pH-stat法测得酪蛋白浓度与酶促蛋白质水解反应初速度呈良好线性关系.最后采用该酶催化水解法测...     

流动注射化学发光法测定血液中的葡萄糖

本文利用化学发光法对葡萄糖-葡萄糖氧化酶酶促反应的条件进行了较全面的研究,并利用流动注射化学发光法测定了由酶促反应而产生的H_2O_2的量,从而测定了人体血液中葡萄糖的含量。其方法灵敏度高,特异性好,线性范围宽。对葡萄糖的检测限小于0.1μg/ml,线性范围为0～600mg/dl或更大,相对标准偏差小于4%,对人体血液中葡萄糖的测量结果令人满意。     

薄层色谱自动点样仪的研制

介绍了一种由单片机系统控制的薄层色谱自动点样装置,其中喷嘴和机械部分的制作比较实用。采用本文设计,能制出足以与商品仪器媲美的产品,且成本极低。     

导电聚合物传感器的研究进展

导电聚合物因其具有特殊的结构和优异的物理化学性能,而成为构建传感器的一种新材料。综述了近5年来导电聚合物在生物传感器、离子传感器、气敏传感器方面的研究进展,并对导电聚合物的研究动向作了展望。     

真珠钙驱铅实验研究

研究了真珠钙驱铅效果，给亚急性中毒的大鼠服用后，可增加铅从尿中排量，降低骨中蓄积量，对防治铅中毒有一定作用。     

纳米复合材料固定化酶的研究进展

载体材料的选择对固定化酶的性能有着至关重要的影响。纳米复合材料不仅具有纳米尺寸的特性,而且可以克服单一材料的不足,在固定化酶领域引起了广泛关注。本文就目前在固定化酶领域使用的纳米复合载体分类进行了系统的阐述,重点介绍了目前在固定化酶研究领域运用较为广泛的硅基纳米复合材料、碳基纳米复合材料和纳米纤维复合材料等材料的制备方法及不同材料对酶学性能的影响,并对这些纳米复合材料固定化酶发展前景进行了展望。     

镁电沉积研究评述

Mg离子二次电池是有望用于电动汽车的“绿色”蓄电池，它比Li离子二次电池低价、较高的安全性和环境友好及可大电流、大容量放电。本文对迄今为止关于镁的电沉积及镁离子二次电池的电解质溶液的研究进行综述；并对今后的研究提出了设想。     

Investigations on zirconium-containing conversion layers on aluminium

Summary Conversion layers on technical aluminium produced by a no-rinse process for the purposes of food wrapping products are based on the application of aqueous solutions containing mainly zirconium compounds and polyacrylic acid. By the combined use of the methods TEM, AES, XPS and ISS, in-depth profiling of the elements Al, Zr, C, O and F are achieved, the existence of the chemical compounds Al₂O₃, ZrO₂ or the respective mixed oxides and polyacrylic acid or the fragments are detected. The layer thicknesses are determined amounting to 10–40 nm, and the surface-related mass of zirconium is estimated to 10–35 mg/m².

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Untersuchungen an zirkonhaltigen Konversionsschichten auf Aluminium

     

壳聚糖固定L-天门冬酰胺酶的研究

研究了以壳聚糖为载体，戊二醛为交联剂，固定化Ｌ－天门冬酰胺酶的最适条件，并对固定化天门冬酰胺酶的理化性质进行了初步探讨。分别从不同固定化程序、缓冲液及保护剂等方面进行了固定化天门冬酰胺酶的条件优化；固定化酶的活力回收可达２０％左右。固定化酶的最适范围变宽，由游离酶的最适ｐＨ＝４～６变为ｐＨ＝６～１０。连续使用６次后仍可基本维持固定化酶的活力。固定化酶对胃蛋白酶的水解性也较游离酶大大提高。     

一种基于介质上电润湿效应的免疫检测芯片研究

利用微机械加工技术,在ITO玻璃上设计制作了基于介质上电润湿效应的以离散液滴为对象的免疫检测芯片,对芯片的液滴驱动特性、免疫反应参数进行了测试,并对小鼠IgG和羊抗鼠IgG-HRP进行了初步的免疫测试.研究结果表明,在电压<100 V的时候,接触角测量值基本上和预测曲线吻合,在>100 V的情况下出现了接触角饱和现象,在芯片上实现了液滴操纵,120 V时得到最大平均速度为3.75 mm/s;该芯片可以实现免疫反应检测,所需样品体积为0.5 μL,检测时间约为20 min,对于羊抗鼠IgG-HRP实验系统的检测范围为0.1～20 mg/L.     

基于氧化铝纳米通道的电化学生物传感器研究

将制备好的氧化铝纳米通道经与3-氨丙基三乙氧基硅烷反应使其表面修饰了氨基后,再在含生物素的缓冲溶液(pH 5.5)中反应12h,制成表面固定了生物素的氧化铝纳米通道,通道孔径约50nm。另取PVC管一段,在其顶端用PVC/THF混合液粘附制备好的聚合物膜,再将上述修饰好的氧化铝纳米通道用有机硅橡胶粘在敏感膜的底部,作为工作电极待用。以生物素-亲和素体系为模型,用经修饰的氧化铝纳米通道为识别载体进行电位法检测,实现了亲和素的检测。亲和素的质量浓度在0.10~0.60mg·L-1范围内与相应的电位变化值之间呈线性关系,检出限(3σ)为0.05mg·L-1。试验结果验证了氧化铝纳米通道电位生物传感器测定生物大分子的可行性。