基于固定化漆酶催化的光纤肾上腺素传感器研究

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肾上腺素具有调节肝脏、骨骼肌及脂肪组织的分解代谢、影响人体肌肉中葡萄糖及蛋白质代谢的作用,同时能够促使肝糖原分解,加强机体应付意外情况的能力。由于肾上腺素与人们的健康密切相关,因此可以通过对人体内肾上腺素的检测对多种疾病进行早期诊断与预测。正常情况下血浆,尿液中的肾上腺素的浓度很低,同时由于样品前期处理复杂和受检测仪器灵敏度的限制,现阶段对肾上腺素的检测往往难以满足临床诊断和基础研究的需要,因此非常迫切需要开发新型的肾上腺素传感器。有机-无机纳米复合材料是一个新兴的多学科交叉的研究领域,由于其结构特殊、性能优异而展现出诱人的应用前景,近期已成为材料学中的研究热点。在本文中我们制备了有机一无机纳米符合粒子固定化漆酶,用该固定化酶构建了基于漆酶催化的荧光猝灭型光纤肾上腺素生物传感器,并研究了其传感特性。本学位论文在以下几个方面进行了系统的研究:(1)利用原位复合法制备了ZnTAPc-Fe3O4纳米复合粒子。对所得的粒子利用红外、振动样品磁强计、扫描电镜等进行表征。所得到的纳米复合粒子的平均粒径可达到15nm左右,接近超顺磁性,分散性好,有良好的生物相容性,而且表面有大量活性官能团(-NH2),是一种优良的载体材料。(2)以ZnTAPc—Fe3O4纳米复合粒子为载体通过交联法固定了血红密孔菌真菌漆酶,研究了戊二醛的浓度、牛血清白蛋白的浓度、反应过程中的pH值、漆酶的用量等因素对固定化漆酶活性的影响,以ABTS为底物固定化漆酶的最佳使用温度为0℃,最佳使用pH值为3,Km值为20.1μM,比游离酶略大(12.6μM)。固定化漆酶具有较好的热稳定性、贮存稳定性和操作稳定性。(3)设计和构建了基于荧光猝灭效应的光纤肾上腺素生物传感器测试系统,以固载在ZnTAPc-Fe3O4纳米复合粒子上的固定化漆酶为催化剂,ABTS为介体,研究漆酶一介体体系滞后相移曲线的变化。在光纤肾上腺素生物传感器中固定化酶的活力、ABTS的浓度都对肾上腺素的检测范围有影响,选择适当的固定化酶活力、介体浓度可以测定不同浓度的肾上腺素。实验表明光纤肾上腺素生物传感器的检测范围在2.0×10-9-1.0×10-5M,检测下限为2.0×10-9M,响应时间在20-30s左右,具有较好的重复性和长期稳定性。该传感器可满足对人体中低浓度肾上腺素检测的要求,具有较好的应用前景。
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