酶热敏装置

酶热敏装置是一种微量热计,它具有高效的灵敏度,快速的响应能力,酶性质稳定等优点。本文介绍了近年来酶热敏装置的发展状况,酶的固定化方法,以及该装置在临床分析,过程控制等方面的应用。     

共价有机框架材料固定化酶的研究进展

共价有机框架（Covalent Organic Frameworks, COFs）是一种新型的多孔材料,具有结构规整、骨架稳定、孔径结构可调等特点,被视为固定化酶的理想载体。我们主要总结了近10年来COFs材料作为载体,通过物理吸附、共价连接、包埋的固定化策略制备固定化酶的研究进展与应用,并讨论了COFs材料在酶固定化领域所面临的机遇和挑战。     

纳米花型酶-无机杂化固定化酶研究进展

酶是一种绿色高效的生物催化剂,被广泛地应用于工业生产中,为了更好的提升游离酶的性能,酶固定化技术应运而生。然而,与游离酶相比,固定化酶活性下降以及传质受限一直是酶固定化技术亟待解决的关键问题。作为一种新型酶固定化技术,纳米花型酶-无机杂化固定化酶因具有高比表面积、高酶活性和高催化效率,且制备简单,绿色无污染受到广泛关注。本文综述了近年来纳米花型酶-无机杂化固定化酶的研究进展,根据纳米花型酶-无机杂化固定化酶的形成特点,将其分为单酶纳米花、双酶纳米花和负载型纳米花。阐述了纳米花型酶-无机杂化固定化酶的制备过程和形成机理并对纳米花型酶-无机杂化固定化酶在食品工业和检测领域的应用进展做出总结。最后,对纳米花型酶-无机杂化固定化酶的发展前景做出展望。     

无酶葡萄糖检测的研究进展

本文主要介绍了各种无酶葡萄糖的检测方法。 相对于酶法,该方法克服了由于酶本身固有的属性而导致的在固定化过程中不稳定易失活的缺点,具有较好的重现性、稳定性以及抗干扰能力。     

静电纺丝纳米纤维膜固定化酶及其应用*

静电纺丝是一种简单有效的制备聚合物纳米纤维的技术,在组织工程、药物控释和传感器等方面具有广泛的应用。采用静电纺丝技术制备得到的纳米纤维膜具有比表面积大、孔隙率高和易于分离回收等优点,可以作为一种优良的酶固定化载体,目前在酶固定化领域受到了广泛的关注。本文综述了近年来静电纺丝纳米纤维膜固定化酶的研究进展,在阐述静电纺丝纳米纤维膜制备技术的基础上,详细介绍了纳米纤维膜表面担载法和包埋法固定化酶的原理和方法,分析了不同固定化方法的优缺点,并讨论了静电纺丝纳米纤维膜固定化酶的应用前景,对静电纺丝纳米纤维膜固定化酶的发展方向进行了展望。     

电化学酶传感器在环境污染监测中的应用

电化学酶传感器是一种应用广泛的生物传感器,它将酶及其底物相互作用的特异性与电化学的强大分析功能相结合,已经被广泛应用于药理学、临床、食品、农业以及环境监测中。制备电化学酶传感器的关键步骤是酶的固定化,选择用于制备电化学酶传感器的合适的酶固定化方法,在传感器电子转移动力学、稳定性和重现性等方面起着主要作用。本文在阐述电化学酶传感器工作原理的基础上,简要介绍了用于电化学酶传感器制备过程中的酶固定化方法,重点讨论了电化学酶传感器在监测环境中广泛存在的有机污染物、无机污染物和重金属等方面的应用,并对电化学酶传感器的发展方向进行了展望。     

石墨烯固定化酶研究进展

固定化酶具有高效催化、可重复利用及易分离等优点,在食品、医药等工业生产领域及微观生化检测领域具有广泛应用。固定化酶的性能与载体材料关系密切。石墨烯作为一种广受关注的纳米材料,其独特而优良的物化性能是固定酶的理想载体。本文主要介绍了近年来以石墨烯及其衍生物为载体的固定化酶技术的发展状况。重点对以物理吸附法、化学键合法和包埋法为主的各种石墨烯固定化酶的制作方法,以及其在酶微反应器和生物传感等领域的最新应用进行详细的评述,并对其今后的发展前景进行了展望。     

电致化学发光生物检测技术的新进展

电致化学发光作为一种分析技术,不仅可用于化学分析,而且正在被越来越多地用于生物检测和传感技术中。随着该分析技术与免疫检测技术生化固定化技术和微细加工技术等的相互融合,电致化学发光生物检测技术具有了更高的精度、分辨率和更广的应用范围。     

纳米载体固定化酶的最新研究进展（英文）

催化剂是化学工业的重要基础,其中酶是重要的高效天然催化剂.近年来,酶被越来越多地应用于工业领域,如精细化工、食品工业、制药工业、纺织业和制浆造纸.然而,由于游离酶存在价格昂贵及操作稳定性(特别是回收与重复使用性能)低等缺点,其在工业上的进一步应用受到一定限制.对酶进行固定化是解决上述问题的有效途径.一个理想的酶固定化技术需要载体具有良好的生物相容性和高比表面积,能够负载适量的酶并且具有很好的重复使用性能,固定化酶的过程简单温和,所得到的固定化酶制剂具有良好的催化性能、稳定性以及工业应用价值.尽管固定化酶技术经过了多年的发展,但仍需进一步研究.近几年,人们研究了基于纤维素纳米晶类、聚多巴胺类纳米载体以及生物相容性合成有机物纳米胶等新型载体对酶的固定化,取得了较好的成果.本文综述了这些新型纳米载体的制备以及酶的固定化过程,阐述了纳米载体固定化酶的结构和催化性能,并展望了发展前景.纤维素是全球产量最高、来源最广的生物聚合物.纤维素经过一定的酸(常用硫酸和盐酸)水解处理后,剩下的是具有高结晶度的纤维素纳米晶.它具有高比表面积、高机械强度和高长径比等优异性能.因此,研究者利用纤维素纳米晶作为载体进行酶固定化,获得了高负载量、高催化性能的固定化酶制剂.基于仿生矿化法制备的聚多巴胺类材料近年来获得研究者越来越多的关注.多巴胺具有良好的自聚合能力,可以对无机、有机等各种材料进行表面修饰.同时,聚多巴胺中含有的活性官能团可以与酶发生交联,从而达到固定化酶的效果.基于合成性聚合物纳米胶载体的固定化酶技术同样是一个新兴的、有意义的研究领域.相关的固定化过程可分为两大类:(1)在酶分子表面通过原位聚合生成纳米胶(growing-from过程);(2)将酶与预先合成的纳米胶进行交联(grafting-to过程).其中,growing-from过程是先将酶分子丙烯酰化,再进行原位聚合.而原位聚合又可分为自由基聚合、原子转移自由基聚合(ATRP)和可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT).其中,ATRP和RAFT主要用于制备环境响应型的酶-聚合物纳米凝胶.     

纳米载体固定化酶的最新研究进展

催化剂是化学工业的重要基础,其中酶是重要的高效天然催化剂。近年来,酶被越来越多地应用于工业领域,如精细化工、食品工业、制药工业、纺织业和制浆造纸。然而,由于游离酶存在价格昂贵及操作稳定性(特别是回收与重复使用性能)低等缺点,其在工业上的进一步应用受到一定限制。对酶进行固定化是解决上述问题的有效途径。一个理想的酶固定化技术需要载体具有良好的生物相容性和高比表面积,能够负载适量的酶并且具有很好的重复使用性能,固定化酶的过程简单温和,所得到的固定化酶制剂具有良好的催化性能、稳定性以及工业应用价值。尽管固定化酶技术经过了多年的发展,但仍需进一步研究。近几年,人们研究了基于纤维素纳米晶类、聚多巴胺类纳米载体以及生物相容性合成有机物纳米胶等新型载体对酶的固定化,取得了较好的成果。本文综述了这些新型纳米载体的制备以及酶的固定化过程,阐述了纳米载体固定化酶的结构和催化性能,并展望了发展前景。纤维素是全球产量最高、来源最广的生物聚合物。纤维素经过一定的酸(常用硫酸和盐酸)水解处理后,剩下的是具有高结晶度的纤维素纳米晶。它具有高比表面积、高机械强度和高长径比等优异性能。因此,研究者利用纤维素纳米晶作为载体进行酶固定化,获得了高负载量、高催化性能的固定化酶制剂。基于仿生矿化法制备的聚多巴胺类材料近年来获得研究者越来越多的关注。多巴胺具有良好的自聚合能力,可以对无机、有机等各种材料进行表面修饰。同时,聚多巴胺中含有的活性官能团可以与酶发生交联,从而达到固定化酶的效果。基于合成性聚合物纳米胶载体的固定化酶技术同样是一个新兴的、有意义的研究领域。相关的固定化过程可分为两大类：(1)在酶分子表面通过原位聚合生成纳米胶(growing-from过程);(2)将酶与预先合成的纳米胶进行交联(grafting-to过程)。其中, growing-from过程是先将酶分子丙烯酰化,再进行原位聚合。而原位聚合又可分为自由基聚合、原子转移自由基聚合(ATRP)和可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)。其中, ATRP和 RAFT主要用于制备环境响应型的酶-聚合物纳米凝胶。     

碳纳米管固定化酶

在固定化酶技术中,载体材料的选择至关重要,碳纳米管作为一种新型高效的酶固定化载体,具有较大的比表面积、有序的纳米孔道结构、良好的力学/电学/热学性能、突出的化学稳定性、生物相容性和可控的表面官能化修饰等优良特性,应用日益广泛。本文重点介绍了水解酶、氧化还原酶等具有重要工业应用价值的酶在碳纳米管上的固定化研究现状,探讨了载体的表面修饰和固定化方式对固定化酶的酶学性质的影响,并对碳纳米管固定化酶的发展前景进行了展望。     

GOx@GA@MIL-101金属有机骨架用于葡萄糖的快速比色识别

金属有机骨架(MOFs)材料具有均匀的孔隙率和大的比表面积,可作为固定化酶的载体。然而,固定化酶由于较长响应时间或酶易泄漏的缺点阻碍了其应用。本研究选取类过氧化物酶MIL-101为载体,戊二醛(GA)为交联剂,通过交联法将葡萄糖氧化酶(GOx)固定在载体上,建立了模拟多酶体系GOx@GA@MIL-101。制备的复合物可进一步高效催化级联反应检测葡萄糖。GOx@GA@MIL-101具有更快的催化变色效果(30 s)。     

GOx@GA@MIL-101金属有机骨架用于葡萄糖的快速比色识别

金属有机骨架(MOFs)材料具有均匀的孔隙率和大的比表面积,可作为固定化酶的载体。然而,固定化酶由于较长响应时间或酶易泄漏的缺点阻碍了其应用。本研究选取类过氧化物酶 MIL-101为载体,戊二醛(GA)为交联剂,通过交联法将葡萄糖氧化酶(GOx)固定在载体上,建立了模拟多酶体系GOx@GA@MIL-101。制备的复合物可进一步高效催化级联反应检测葡萄糖。GOx@GA@MIL-101具有更快的催化变色效果(30 s)。     

多孔材料固定化脂肪酶的研究进展

在有机合成中,脂肪酶是一种符合绿色化学理念、能显著提高催化效率和对生化工业具有重要意义的生物催化剂,它的研究和应用涉及很多领域.然而,在众多有机反应中,脂肪酶容易受水、温度、 pH值、酶液浓度、底物浓度、酶的激活剂或抑制剂等许多因素的影响,导致失活,产率降低.为了解决这一问题,酶的固定化技术引起了广大科研工作者的浓厚兴趣,并发现了很多酶的固定化载体.其中,多孔材料类固定化载体颇受青睐,它具有孔隙率高、比表面积大、相对密度低、吸附性能较佳、渗透性能较好和精确的分子识别功能等优点.实验证明,多孔材料固定化酶比游离酶的应用效果更佳,多次循环利用后仍旧保持较高的酶活性.我们主要对多孔材料在固定化脂肪酶方面的应用和固定化酶的催化效果做了一个总结,多孔材料主要包括纳米多孔材料、大配体多孔材料、碳骨架多孔材料、氧化硅骨架多孔材料、聚合物类多孔材料等.     

固定化酶微反应器的制备及应用

固定化酶微反应器是将生物分子固定技术与生化微反应相结合制备的一种固定化催化装置。这种微型化的反应系统由于兼具固定化酶的特异性催化、可重复利用及微分析的低消耗、易分离等优点,在生命科学如蛋白质组学、酶抑制剂的筛选、生物催化等领域具有非常重要的作用。固定化酶微反应器的性能与其制作方法关系密切。本文着重从酶与固定化载体结合方式的角度,对近年来固定化酶微反应器的各种制备方法和应用进行了较为详细的评述。重点讨论了各种方法的优缺点和最新的发展情况,并对其发展前景进行了展望。     

蛋白质组学中的固定化酶反应器制备的研究进展

固定化酶反应器作为蛋白质组学研究中"bottom-up"策略重要的组件,具有酶解快速、酶解效率高、酶稳定性和活性高、简单易操作、能够与多种检测方式联用等优点,对于发展高效快速的蛋白质组学分析方法具有重要意义。本文就固定化酶反应器的制备方法及其在蛋白质组学中的应用做简单的概述,着重介绍酶的固定方法、固定化酶的载体、用于固定的酶的种类。近几年固定化酶反应器的研究集中于提高固酶量、保持酶活性、增加酶解效率、减小非特异性吸附等方面。研究结果表明,采用纳米材料、整体材料等新型载体,提高载体亲水性,采用多酶同时酶解等方法能够有效改善固定化酶反应器的性能,提高蛋白质的鉴定效率。     

应用于检测体液中葡萄糖含量的微生物传感器研究

利用某些微生物代谢过程中产生酶的特点,筛选出能够大量生成葡萄糖氧化酶 的地衣芽孢杆菌,并将其固定在Sephadex 100或海藻酸纳-氧化钙（载体）上,首 次研制成微生物酶传感器。它不仅具有酶传感器的所有优点,同时也克服了酶传感 器的缺点,使用寿命长,性质稳定,成本低,易于保存等。通过优化微生物和其代 谢所产生的葡萄糖氧化酶的固定化方法和利用葡萄糖氧化酶氧化葡萄糖产生过氧化 氢的反应机理,建立了模拟酶（hemin）催化荧光底物N,N’-二腈甲基邻苯二氧（ DCM-OPA）检测体液中葡萄糖含量的荧光传感器。     

用于农药残留检测的酶生物传感器

酶生物传感器在农药残留检测方面具有传统检测方法不可比拟的优势.本文介绍了胆碱酯酶和有机磷水解酶在生物传感器中的应用,重点介绍了用于有机磷等农药残留分析的酶生物传感器的种类和研究现状,讨论了几种酶固定化方法存在的优势和局限,指出了目前研究需解决的问题并展望了未来的发展方向.     

蛋白质的同时双重标记

目前,蛋白质亲和色谱在生命科学中具有很多的实际应用,但也面临着许多挑战。例如,一般化学固定方法是随机地与蛋白质各个位置的氨基或羧基反应,可能会破坏蛋白质的天然结构或其功能,并且反应的计量难以控制。因此蛋白质的定向固定化是一种较为理想的选择。但是,如何实现蛋白质稳定、持久的定向固定化?固定在非生理表面的蛋白质易于丧失其天然结构,从而失去其特有的生理功能。如何在色谱填料表面维持固定化后蛋白质的生理功能? 另外,细胞内许多蛋白质是以复合物乃至复杂的组装体形式存在,是否可以将蛋白质的复合物或组装体实现定向固定化? 对于酶的固定化也存在以上的问题。但是,在许多具体酶应用例子中,需要多种酶的参与。因此,需要发展同时固定多种酶的方法也是色谱研究的重要内容。但如何实现多种酶的同时、可控的固定化仍是一个难题。我在这里介绍的三元正交概念以及蛋白质同时双重标记方法也许会对以上问题的解决提供一种新的思路。另外,可以预期,三元正交试剂和同时双重标记在蛋白质组学的研究中也会有新的应用。     

应用于检测体液中葡萄糖含量的微生物传感器研究

利用某些微生物代谢过程中产生酶的特点，筛选出能够大量生成葡萄糖氧化酶 的地衣芽孢杆菌，并将其固定在Sephadex 100或海藻酸纳-氧化钙（载体）上，首 次研制成微生物酶传感器。它不仅具有酶传感器的所有优点，同时也克服了酶传感 器的缺点，使用寿命长，性质稳定，成本低，易于保存等。通过优化微生物和其代 谢所产生的葡萄糖氧化酶的固定化方法和利用葡萄糖氧化酶氧化葡萄糖产生过氧化 氢的反应机理，建立了模拟酶（hemin）催化荧光底物N，N’-二腈甲基邻苯二氧（ DCM-OPA）检测体液中葡萄糖含量的荧光传感器。