3000字論文摘要范本

1、交聯(lián)于蛋膜上的納米顆粒增強(qiáng)的尿酸酶?jìng)鞲衅麝愌嗷ɑづc資源環(huán)境學(xué)院 化學(xué)工程與工藝專業(yè)指導(dǎo)教師：伍林摘 要：以牛血清白蛋白和戊二醛為交聯(lián)劑，將改性納米二氧化硅凝膠和尿酸酶固定于蛋膜上，制成尿酸酶生物傳感器。在三電極體系中，對(duì)尿酸濃度進(jìn)行測(cè)定，考察了尿酸酶濃度、 納米二氧化硅、緩沖溶液 pH值、溫度等因素對(duì)尿酸酶?jìng)鞲衅鞯挠绊?。?shí)驗(yàn)結(jié)果表明：尿酸 酶濃度為1.5U、添加改性的納米顆粒、在 pH6.5、25 C時(shí)響應(yīng)電流最大。傳感器的線性響應(yīng) 范圍為 7.5 X 10-61.12.5 X 10-4 k g/mLo 關(guān)鍵詞：尿酸酶；納米顆粒；蛋膜；生物傳感器1前言隨著生命科學(xué)的發(fā)展進(jìn)入分子水平，有人預(yù)言

2、21世紀(jì)將是檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)的世紀(jì)，即從分子水平對(duì)疾病進(jìn)行診斷和治療。這就要求臨床生物化學(xué)檢驗(yàn)準(zhǔn)確、快速、簡(jiǎn)便、標(biāo)本微量化、方法標(biāo)準(zhǔn)化、且經(jīng)濟(jì)實(shí) 用。生物傳感器正是在此要求下出現(xiàn)的一類跨領(lǐng)域、多學(xué)科的前沿診斷儀器。國(guó)內(nèi)外對(duì)生物傳感器展開(kāi)了廣泛深入地研究，已經(jīng)研制出了葡萄糖生物傳感器、乳糖生物傳感器、 尿酸酶生物傳感器、 DNA生物傳感器、BODfc物傳感器、測(cè)酚生物傳感器等多種類別的生物傳感器，來(lái) 滿足人們?cè)谂R床檢驗(yàn)、環(huán)境監(jiān)測(cè)和生化分析1-3等領(lǐng)域中的需求。本實(shí)驗(yàn)將納米二氧化硅凝膠和尿酸酶緊貼于蛋膜上，將酶膜緊貼于普魯士藍(lán)（PB）修飾的玻碳電極表面，然后以自制伯片電極為對(duì)電極、甘汞電極為參比電極，組成

3、三電極體系，制成尿酸酶生物傳感器。當(dāng)體液中的尿酸通過(guò)酶膜時(shí)，與酶進(jìn)行反應(yīng)，檢測(cè)出該處產(chǎn)生的反應(yīng)電流，然后將其換算成尿酸濃度加 以顯示。應(yīng)用尿酸酶?jìng)鞲衅鳒y(cè)定人體血和尿中尿酸的濃度，是一種準(zhǔn)確、快速、簡(jiǎn)便的方法，可幫助診 斷腎炎、白血病和腫瘤等疾病。2尿酸酶生物傳感器的工作原理尿酸酶生物傳感器的工作原理是：尿酸在尿酸酶作用下，被分子氧氧化成尿囊素，并產(chǎn)生二氧化碳 和過(guò)氧化氫。根據(jù)反應(yīng)前后氧的消耗，我們用電極監(jiān)測(cè)溶液中氧的變化，就可推算出尿酸的濃度，其工 作機(jī)理4如圖2:尿酸+ Ch + 2H2O尿瞄尿囊素+ H2O3 + CO2r 1 ad+h&+con NHH圖1尿酸在尿酸酶作用下的反應(yīng)

4、機(jī)理Figurel Principle of uric acid under the uricase3 實(shí)驗(yàn)部分3.1儀器與試劑試劑：尿酸酶（4.6units/mg , Sigma公司），牛血清白蛋白（B0 ,戊二醛（CR）,磷酸氫二鈉，磷酸二 氫鉀（A0 ,氯化鈉（AR）,雞蛋，氣透膜，實(shí)驗(yàn)用水為二次蒸儲(chǔ)水。儀器：玻碳電極（天津蘭力大儀器有限公司），伯電極（自制，伯片長(zhǎng)X寬X厚為5X 4X 0.25mm）,甘汞電極（上海雷磁），CHI600型電化學(xué)工作站（上海辰華儀器有限公司）。3.2尿酸酶電極的制備取新鮮雞蛋殼小心剝離蛋膜，依次用NaCl溶液、蒸儲(chǔ)水清洗；稱取 12.5mg牛血清白蛋白（B

5、SA、-1溶于250 a L 10g?L尿酸酶溶液中；將蛋膜鋪于潔凈的玻片上，小心裁取直徑為1cm的圓形膜；在膜上依次滴加25 L尿酸酶-牛血清白蛋白混合溶液、改性納米二氧化硅凝膠液、5 L 2%X二醛溶液，室溫放置34h,置4C冰箱冷藏過(guò)夜；過(guò)夜后的蛋膜用磷酸緩沖液（PBS）漂洗數(shù)次；將酶膜緊貼于PB修飾的玻碳電極表面，覆蓋氣透膜，即制成尿酸酶電極5,6。實(shí)驗(yàn)流程如圖2所示。圖2納米顆粒增強(qiáng)的尿酸酶電極制作示意圖Figure2 Manufacture flow chart of nanoparticles strengthen uricase electrode3.3實(shí)驗(yàn)方法采用三電極體系進(jìn)

6、行檢測(cè)：飽和甘汞電極為參比電極，制作的尿酸酶電極為工作電極，自制伯片電極為對(duì)電極，底液為 0.1mol - L-1的KCl磷酸鹽緩沖溶液，在一定的溫度下進(jìn)行檢測(cè)。測(cè)量時(shí)，先將三電極置于緩沖溶液中，加一電壓于工作電極(0.4 VvsSCE),當(dāng)背景電流值減小至一恒定值時(shí)，將電極放至被測(cè)尿酸溶液中，分別記錄不同時(shí)間的電流響應(yīng)值，扣除初始背景電流值，即為被測(cè)尿酸離子濃度的 電極電流響應(yīng)值。4 影響因素分析4.1尿酸濃度的影響測(cè)量不同濃度尿酸的響應(yīng)信號(hào)，使得電極響應(yīng)與尿酸濃度成很好的線性關(guān)系，酶電極在不同濃度的尿酸中的循環(huán)伏安如圖3所示。確定尿酸酶生物傳感器檢測(cè)尿酸濃度的線性響應(yīng)范圍，如圖4所示。實(shí)驗(yàn)

7、測(cè)定尿酸濃度的線性響應(yīng)范圍為7.5 X 10-61.5 X 10-4mol L-1 。0.40 0J0 0.20 0.100010 4J.20E/V050 1OD 13J200圖3酶電極在不同濃度的尿酸中的循環(huán)伏安圖圖4尿酸濃度與響應(yīng)電流線性關(guān)系圖Fig3 Cyclic voltammograms of the uricase biosensorFig4 Linear relationship chart of difference of urate standard indifferent concentration of uric acidcurrent response solution

8、s on the urate biosensor(a.112.5 g/mL, b.75 訴 g/mL, c.37.5 訴 g/mL, d.7.5 訴 g/mL, e.0 訴 g/mL)4.2尿酸酶濃度的影響向尿酸溶液中多次加入尿酸酶，以測(cè)定不同濃度尿酸酶對(duì)氧化峰電流的影響。電流響應(yīng)隨著尿酸酶濃度從零到某濃度的增加而增加。綜合考慮電流響應(yīng)和經(jīng)濟(jì)因素，選擇最適宜的尿酸酶濃度1.5U。4.3納米二氧化硅的影響酶電極的性能是由酶的催化活性、酶活性中心和導(dǎo)電基質(zhì)之間電子交換速率決定的。納米顆粒比表面積大、表面自由能高，吸附能力較強(qiáng)，把納米顆粒引人到傳感器研究中，可以使更多的酶分子可以固 定在納米顆粒表面

9、。另外，由于納米顆粒尺寸很小，有可能與酶內(nèi)部的FAD親水基團(tuán)發(fā)生作用，從而引起酶構(gòu)型上的變化。這種變化使得酶的活性中心FAD更接近底物，提高了酶的催化效率。改性納米SiO2顆粒對(duì)生物分子具有很好的選擇吸附性，可望實(shí)現(xiàn)納米顆粒與酶分子活性中心及電極之間的直接電化學(xué)作用，大大增強(qiáng)生物傳感器的靈敏度。本實(shí)驗(yàn)對(duì)不添加納米二氧化硅、添加納米二氧化硅、添加改性的 納米二氧化硅，所制備的尿酸酶生物傳感器進(jìn)行了比較，實(shí)驗(yàn)證明納米二氧化硅有增強(qiáng)電流響應(yīng)信號(hào)的作用。4.4緩沖溶液pH值的影響如圖5所示。尿酸酶最適宜pH范圍較寬。pH值 6.5。緩沖溶液pH值對(duì)酶催化反應(yīng)速率和酶的活性有較大影響, 綜合考慮酶的活性

10、以及響應(yīng)電流的最大的靈敏度，選擇最適宜的Fig5 Effect of pH on the current response of the enzyne biosensor圖6溫度對(duì)酶生物傳感器響應(yīng)信號(hào)的影響Fig6 Cyclic voltammograms of the uricase biosensorin different temperature(a.25 C , b.20 C , c.30 C, d.35 C , e.10 C )4.5溫度的影響溫度的變化將影響酶的活性及酶催化反應(yīng)速率。在1035 C范圍內(nèi)考察氧化峰電流與溫度的關(guān)系,如上圖圖6所示。氧化峰電流隨溫度的升高而增大?？紤]溫

11、度較高時(shí)酶易變性失活，選擇最適宜的溫度 25 Co4.6工作電極的影響將酶膜分別固定在伯電極、玻碳電極、石墨電極上，觀察響應(yīng)電流的靈敏度，選擇最適宜的固定電 極-玻碳電極進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。5 結(jié)論本方法研制的尿酸酶生物傳感器具有操作簡(jiǎn)單、分析速度快、靈敏度高、所需試樣少的特點(diǎn)，通過(guò) 進(jìn)一步研究后，有望應(yīng)用于臨床，幫助診斷腎炎、白血病和腫瘤等疾病。參考文獻(xiàn)1 潘濤.生物傳感器的概述和研究進(jìn)展J.江蘇廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)，2002, 6(12): 55-56.2 Mukhopadhya K, Phadtare S, Vinod V P, et al. Gold nanoparticles assembled

12、on amine-functionalizedNa- y zeolite: A biocompatible surface for enzyme immobilizationJ. Langmurir, 2003, 19: 3858-3863.3 Sbrana F, Parodim T, Ricci D, et al. Langmurir films of thiolated gold nanoparticles transferred onto functionalized substrate: 2-D local organizationJ. Material Science and eng

13、ineering C, 2002, 22: 187-191.4 鈴木周一.生物傳感器M.科學(xué)出版社,1988.5 鄧健，廖力夫，袁亞莉，等.乳酸氧化酶共價(jià)交聯(lián)于蛋膜上制備乳酸傳感器J.分析試驗(yàn)室，2002, 21(6): 64-66.6 鄧健，袁亞莉，許金生，等.葡萄糖氧化酶共價(jià)交聯(lián)于蛋膜上的葡萄糖傳感器J.分析化學(xué)，1998, 26(10): 1257-1259.Nanoparticles Strengthen Uricase Biosensor UtilizingCovalently Bond on Egg MembraneChen Yan-huaCollege of Chemical E

14、ngineering, Resources and EnvironmentWuhan University of Science and T echnologyAbstract: In the experiment，BSA(bovine serum albumin) and glutaraldehyde were taked as cross linking reagent，and nanoparticles gel and uricase were cross-linked on egg membrane. The three electrode system which composed of two platinums electrodes act as working electrode and counter electrode respectively， saturated calomel electrode acts as reference electrode， and execut uricase biosensor. The concentration of uricase, nanoparticles, pH value of solution, temperature w