Aldehyde oxidase assay by capillary electrophoresis: From off‐line,online up to immobilized enzyme reactor

Capillary electrophoresis is a modern separation technique characterized by many benefits, which qualify it also for enzyme assays and the study of enzyme kinetics during drug development. Homogeneous or heterogeneous approaches can be followed for the enzymatic incubation. In this study, an immobilization procedure of aldehyde oxidase on magnetic particles was developed considering their integration with capillary electrophoresis. A number of magnetic nano/microparticle types were tested for this purpose, showing that aldehyde oxidase was most active when immobilized on bare silica magnetic nanoparticles. Primarily, the reusability of the enzyme immobilized on bare silica nanoparticles was tested. Three consecutive incubations with substrate could be performed, but the activity considerably dropped after the first incubation. One reason could be an enzyme detachment from the nanoparticles, but no release was detected neither at 4°C nor at 37°C during 5 h. The drop in enzymatic activity observed in consecutive incubations, could also be due to inactivation of the enzyme over time at given temperature. For the immobilized enzyme stored at 4°C, the activity decreased to 83% after 5 h, in contrast with a steep decrease at 37°C to 37%.     

扫描电化学显微镜直接电沉积法构建葡萄糖氧化酶微米点

利用自制的凹形电极在铂基底电极上直接构建了葡萄糖氧化酶微米点. 首先, 将电聚合和电化学刻蚀法相结合制备了凹形铂微米电极. 然后将此种电极作为参比及辅助电极, 基底铂电极作为工作电极, 利用葡萄糖氧化酶在合适的条件下(浓度、一定量Triton X-100存在、电极电位等)由于电极表面pH的降低可以在铂电极上电沉积这一特性, 将酶固定在铂基底电极上, 微修饰得到了具有活性的葡萄糖氧化酶微米点. 最终用扫描电子显微镜和扫描电化学显微镜对所得微米点进行了表征. 所得微米点直径约20 μm, 且具有催化活性. 该方法简便, 干扰因素较少.     

β-环糊精聚合物-二茂铁安培型葡萄糖氧化酶电极

利用 β-环糊精的空穴结构 ,通过主客体化学反应将二茂铁包络在 β-环糊精聚合物的空穴中 ,同时将葡萄糖氧化酶交联在 β-环糊精聚合物上 ,制成对葡萄糖有灵敏响应的生物传感器。循环伏安和安培检测表明包络在 β-环糊精聚合物空穴中的二茂铁更加接近酶的氧化还原中心 ,可以有效地作为葡萄糖氧化酶和玻碳电极之间的电子媒介体 ,葡萄糖浓度在1.0×10-2 ～8.0mmol/L范围内 ,其浓度与电流响应值呈良好的线性关系 ,方法的检出限为2.0×10-3 mmol/L(S/N=3) ,在10s之内达到最大响应的95 %。用该法测定了血清中的葡萄糖含量 ,结果与传统方法吻合。     

邻苯二酚在活化玻碳电极上的电化学行为

邻苯二酚( QH2,儿茶酚)等有机化合物是人体内的电活性物质,直接参与人体内的各种生理过程.     

固定化D-氨基酸氧化酶催化DL-氨基酸去消旋化制备非天然L-氨基酸

在过氧化氢酶和氧气存在下,固定化D-氨基酸氧化酶(D-AAO)对映选择性催化DL-氨基酸中的D-对映体氧化脱氨为相应酮酸,L-对映体保留.研究了D-AAO的底物特异性并对反应条件进行了优化.结果表明:D-AAO具有较宽的底物谱,能够催化疏水性α-氨基酸的D-对映体氧化脱氨.在最优反应条件下,D-AAO催化DL-2-氨基丁酸、DL-2-氨基戊酸去消旋化,L-2-氨基丁酸、L-2-氨基戊酸的收率分别为48%和47%,ee分别为99.5%和99.8%.进一步地利用Pd-C/HCOONH4催化氧化脱氨过程中产生的亚氨基酸原位还原,有效提高了L-2-氨基丁酸、L-2-氨基戊酸的收率并保持高的光学纯度.     

二茂铁功能化Fe3O4/碳纳米管/壳聚糖复合膜葡萄糖生物传感电极的研究

采用交联法制备了羧基二茂铁功能化Fe₃O₄纳米粒子（FMC-AFNPs）复合材料,并将该复合纳米材料与多壁碳纳米管（MWNTs）、壳聚糖（CS）及葡萄糖氧化酶（GOD）混合修饰于自制的磁性玻碳基底(MGC)表面,制备了GOD/FMC-AFNPs/MWNTs/CS复合膜生物传感器电极. 实验结果表明,FMC-AFNPs复合材料有效地克服了二茂铁在电极表面的泄漏,且FMC-AFNPs/MWNTs/CS复合膜良好的生物兼容性较大地改善了固定化GOD的生物活性. MWNTs具有良好的导电性和大比表面积,在修饰膜内可作为电子传递“导线”,极大地促进电极的电子传递速率,提高电极的电催化活性和灵敏度. 该电极的葡萄糖检测的线性范围为1.0×10^-5 ~ 6.0×10^-3 molL^-1,检测限为3.2×10^-6 mmolL^-1（S/N=3）,表观米氏常数为5.03×10^-3 mmolL^-1,且有较好的稳定性和重现性.     

溶胶-凝胶法固定胆固醇氧化酶偶联普鲁士蓝化学修饰电极的研究

用溶胶-凝胶法将胆固醇氧化酶固定在普鲁士蓝修饰的玻碳电极表面,制成了一种新型胆固醇传感器,实现了低电位下对胆固醇的间接测定,胆固醇的测定范围伏安法为5×10^-7～8×10^-5mol/L,安培法为5×10^-6～5×10^-4mol/L.伏安法检出限为1.2×10^-7mol/L,是目前所见灵敏度最高的胆固醇传感器之一,该传感器对胆固醇的测定可避免常规电化学传感器测定中由于样品中大量存在的易氧化物质所带来的干扰,该传感器的寿命长,使用次数在300次以上.     

纳米颗粒复合材料增强的葡萄糖生物传感器

二氧化硅和金或铂组成的复合纳米颗粒可以大幅度地提高葡萄糖生物传感器的电流响应,其效果明显优于这三种纳米颗粒单独使用时对葡萄糖生物传感器的增强作用。除了具有吸附浓缩效应,吸附定向和量子尺寸颗粒 应外,复合纳米颗粒比单独一种纳米颗粒更易于形成连续势场,降低电子在电极和固定化酶间的迁移阻力,提高电子迁移率,有效地加速了酶的再生过程,因此复合纳米颗粒显著增强了传感器电流响应。     

基于中空多孔金纳米/石墨烯复合纳米材料的葡萄糖氧化酶直接电化学及其生物传感研究

采用溶液相牺牲模板法制备中空多孔金纳米粒子（HPAuNPs）,并将该材料与还原氧化石墨烯（rGO）复合,用于葡萄糖氧化酶（GOx）在玻碳电极（GCE）表面的有效固定,构建GOx/HPAuNPs/rGO/GCE传感界面。利用扫描和透射电镜、X射线光电子能谱、X射线衍射谱、红外光谱及电化学等方法对材料的形貌与结构,GOx的固定化过程,以及传感器的直接电化学和电催化性能进行表征。结果表明,HPAuNPs和rGO的协同作用能有效促进GOx与电极之间的直接电子转移（DET）。基于GOx/HPAuNPs/rGO/GCE对葡萄糖的良好电催化性能,该方法有效实现了对葡萄糖的高灵敏度检测,其电流响应的线性范围为0.05～7.0 mmol/L,检出限（S/N=3）为16μmol/L。该传感器具有良好的选择性、重现性及稳定性,对实际样品血清中血糖的测定结果令人满意,回收率为98.0%～103%,相对标准偏差不大于5.0%。     

Molecularly engineered graphene surfaces for sensing applications: A review

Graphene is scientifically and commercially important because of its unique molecular structure which is monoatomic in thickness, rigorously two-dimensional and highly conjugated. Consequently, graphene exhibits exceptional electrical, optical, thermal and mechanical properties. Herein, we critically discuss the surface modification of graphene, the specific advantages that graphene-based materials can provide over other materials in sensor research and their related chemical and electrochemical properties. Furthermore, we describe the latest developments in the use of these materials for sensing technology, including chemical sensors and biosensors and their applications in security, environmental safety and diseases detection and diagnosis.