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交联于蛋膜上的纳米颗粒增强的尿酸酶传感器陈燕花化工与资源环境学院化学工程与工艺专业指导教师:伍林摘要:以牛血清白蛋白和戊二醛为交联剂,将改性纳米二氧化硅凝胶和尿酸酶固定于蛋膜上,制成尿酸酶生物传感器。在三电极体系中,对尿酸浓度进行测定,考察了尿酸酶浓度、纳米二氧化硅、缓冲溶液pH值、温度等因素对尿酸酶传感器的影响。实验结果表明:、添加改性的纳米颗粒、、25℃时响应电流最大。×10-6~×10-4μg/mL。关键词:尿酸酶;纳米颗粒;蛋膜;生物传感器1前言随着生命科学的发展进入分子水平,有人预言21世纪将是检验医学的世纪,即从分子水平对疾病进行诊断和治疗。这就要求临床生物化学检验准确、快速、简便、标本微量化、方法标准化、且经济实用。生物传感器正是在此要求下出现的一类跨领域、多学科的前沿诊断仪器。国内外对生物传感器展开了广泛深入地研究,已经研制出了葡萄糖生物传感器、乳糖生物传感器、尿酸酶生物传感器、DNA生物传感器、BOD生物传感器、测酚生物传感器等多种类别的生物传感器,来满足人们在临床检验、环境监测和生化分析[1-3]等领域中的需求。本实验将纳米二氧化硅凝胶和尿酸酶紧贴于蛋膜上,将酶膜紧贴于普鲁士蓝(PB)修饰的玻碳电极表面,然后以自制铂片电极为对电极、甘汞电极为参比电极,组成三电极体系,制成尿酸酶生物传感器。当体液中的尿酸通过酶膜时,与酶进行反应,检测出该处产生的反应电流,然后将其换算成尿酸浓度加以显示。应用尿酸酶传感器测定人体血和尿中尿酸的浓度,是一种准确、快速、简便的方法,可帮助诊断肾炎、白血病和肿瘤等疾病。2尿酸酶生物传感器的工作原理尿酸酶生物传感器的工作原理是:尿酸在尿酸酶作用下,被分子氧氧化成尿囊素,并产生二氧化碳和过氧化氢。根据反应前后氧的消耗,我们用电极监测溶液中氧的变化,就可推算出尿酸的浓度,其工作机理[4]如图2::尿酸酶(,Sigma公司),牛血清白蛋白(BR),戊二醛(CP),磷酸氢二钠,磷酸二氢钾(AR),氯化钠(AR),鸡蛋,气透膜,实验用水为二次蒸馏水。仪器:玻碳电极(天津兰力天仪器有限公司),铂电极(自制,铂片长×宽×厚为5×4×),甘汞电极(上海雷磁),CHI600型电化学工作站(上海辰华仪器有限公司)。,依次用NaCl溶液、蒸馏水清洗;(BSA)溶于250μL10g•L-1尿酸酶溶液中;将蛋膜铺于洁净的玻片上,小心裁取直径为1cm的圆形膜;在膜上依次滴加25μL尿酸酶-牛血清白蛋白混合溶液、改性纳米二氧化硅凝胶液、5μL2%戊二醛溶液,室温放置3~4h,置4℃冰箱冷藏过夜;过夜后的蛋膜用磷酸缓冲液(PBS)漂洗数次;将酶膜紧贴于PB修饰的玻碳电极表面,覆盖气透膜,即制成尿酸酶电极[5,6]。实验流程如图2所示。