專(zhuān)利名稱(chēng)：有機(jī)水凝膠固定酶制備有機(jī)相生物傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機(jī)水凝膠固定酶制備生物傳感器的方法。
有機(jī)相生物傳感器，尤其是酶電極，極大拓展了生物傳感器的研究和應(yīng)用范圍，在有機(jī)化工、生物工程、醫(yī)藥分析、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。1988年，Hall等人首次報(bào)道了有機(jī)相酶電極[G.F.Hall，D.I.Best，A.P.F.Turner，Enzyme Microb.Technol.，10(1988)543]。從那時(shí)至今，報(bào)道了不少種類(lèi)的有機(jī)相酶電極，但都是采用以往常規(guī)水相生物傳感器固定化方法制備的，并且必須在有機(jī)溶劑中加入一定量的水，以保證酶的催化活性。例如，J.Wang等用Eastman AQ固定辣根過(guò)氧化物酶和酪氨酸酶，測(cè)定乙腈中的過(guò)氧化氫和酚，必須在乙腈中加4％的水酶電極才具有響應(yīng)[J.Wang，Y.Lin，L.Chen，Analyst，118(1993)277]。
Shaojun Dong，Yizhu Guo，Anal.Chem.，66(1994)3895；Shaojun Dong，YizhuGuo，J.Chem.Soc.，Chem.Commun.，(1995)483報(bào)道用低溫水凝膠固定酶制備有機(jī)相生物傳感器，由于載體本身能為固定化酶提供微水環(huán)境，無(wú)需往介質(zhì)中加水，實(shí)現(xiàn)了真正完全無(wú)水的有機(jī)溶劑中過(guò)氧化氫、酚類(lèi)化合物的生物檢測(cè)。但對(duì)水不溶性化合物，該法無(wú)能為力。
本發(fā)明的目的是在表面活性劑與聚乙烯醇的水溶液中加入有機(jī)溶劑二甲基甲酰胺，該混合溶液在室溫下5-20分鐘內(nèi)發(fā)生凝膠化，制備出有機(jī)水凝膠。制備有機(jī)相生物傳感器時(shí)，將酶、媒介體與表面活性劑與聚乙烯醇的水溶液混合均勻后，加入60-85％的二甲基甲酰胺，室溫下凝膠成膜。制備過(guò)程迅速，制備出的生物傳感器達(dá)到平衡時(shí)間短，響應(yīng)快。
本發(fā)明在0.1-5％表面活性劑與6-20％聚乙烯醇水溶液中加入60-85％二甲基甲酰胺，室溫下放置5-20分鐘，制備出有機(jī)水凝膠；制備生物傳感器時(shí)，將酶，包括過(guò)氧化物酶、膽固醇氧化酶、酪胺酸氧化酶、醇氧化酶、醇脫氫酶、漆酶、膽堿脂酶、膽堿氧化酶、膽紅素氧化酶、脂肪酶等，也可以將媒介體，如鐵氰化鉀、二茂鐵及其衍生物、有機(jī)染料等與表面活性劑和聚乙烯醇的水溶液混合均勻，加入二甲基甲酰胺，將該混合液滴涂到基底電極表面，室溫下凝膠成膜；該生物傳感器在氯仿、氯苯、二氯乙烷、二惡烷、乙腈、丙酮、甲醇、乙醇、正丁醇、正辛醇、環(huán)己酮、四氫呋喃等有機(jī)溶劑中，都具有生物催化作用。
由于本發(fā)明制備的有機(jī)水凝膠中包含“萬(wàn)能溶劑”二甲基甲酰胺和水，它對(duì)水溶性物質(zhì)，如過(guò)氧化氫、酚類(lèi)化合物等，以及水不溶性物質(zhì)，如有機(jī)過(guò)氧化物、膽紅素、膽固醇等都具有較大的分配系數(shù)，因而對(duì)水溶性和非水溶性物質(zhì)都具有較大的檢測(cè)靈敏度。
本發(fā)明制備的生物傳感器與以往報(bào)道的各種固定化方法相比，具有以下特性(1)載體能為固定化酶提供微水環(huán)境；(2)在各種介質(zhì)，包括水及含水有機(jī)溶劑、完全無(wú)水有機(jī)溶劑中穩(wěn)定存在；(3)對(duì)各類(lèi)分析物都具有較大的分配系數(shù)和檢測(cè)靈敏度；(4)制備過(guò)程迅速，無(wú)需特殊設(shè)備。因此，該生物傳感器適應(yīng)性廣，既可以在水相或含水有機(jī)相，也可以在絕對(duì)無(wú)水有機(jī)相中工作。
本發(fā)明提供的實(shí)施例如下實(shí)施例1辣根過(guò)氧化物酶電極。將3毫克辣根過(guò)氧化物酶溶解在50ul 5％表面活性劑和15％聚乙烯醇的水溶液，再加入100ul的二甲基甲酰胺，混合均勻后，將此混合液滴涂在石墨電極表面，室溫下10分鐘左右凝膠成膜。該酶電極對(duì)叔丁基過(guò)氧化物、過(guò)氧化-2-丁酮、過(guò)氧化氫異并苯等有機(jī)過(guò)氧化物，在無(wú)媒介體存在下，都具有靈敏響應(yīng)，并具有優(yōu)異的響應(yīng)性能達(dá)到平衡時(shí)間短，10分鐘之內(nèi)；響應(yīng)時(shí)間快，1分鐘之內(nèi)；測(cè)量范圍寬，0-5mM?？稍诼确?、氯苯、醇類(lèi)等有機(jī)溶劑中工作。
實(shí)施例2酪氨酸酶電極。將1.5毫克酪氨酸酶溶解在50ul 2％表面活性劑和12％聚乙烯醇的水溶液中，再加入75ul二甲基甲酰胺，攪拌均勻后，滴涂到玻碳電極表面，15分鐘左右凝膠成膜。該電極性能平衡時(shí)間，5分鐘之內(nèi)；響應(yīng)時(shí)間，0.5-1分鐘。該酶電極測(cè)定氯仿、二氯乙烷、乙腈等有機(jī)溶劑中的酚類(lèi)化合物。
實(shí)施例3膽紅素氧化酶電極。將2毫克膽紅素氧化酶溶解在50ul 0.5％表面活性劑和8％聚乙烯醇的水溶液中，再加入150ul二甲基甲酰胺，混合均勻后，滴涂到玻碳電極表面，8分鐘左右凝膠成膜。該電極以羧酸二茂鐵為媒介體，測(cè)定氯仿、二甲基甲酰胺中的膽紅素。
實(shí)施例4膽固醇氧化酶電極。將4毫克膽固醇氧化酶溶解在50ul 1％表面活性劑和10％聚乙烯醇的水溶液中，再加入150ul二甲基甲酰胺，混合均勻后，滴涂到預(yù)修飾鉑微粒的玻碳電極表面，8分鐘左右凝膠成膜。該酶電極用于測(cè)定氯仿、氯苯等有機(jī)溶劑中的膽固醇。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)水凝膠固定酶制備生物傳感器的方法，其特征在于以0.1-5％表面活性劑與6-20％聚乙烯醇水溶液中加入60-85％二甲基甲酰胺，室溫下放置5-20分鐘，制備出有機(jī)水凝膠；制備生物傳感器時(shí)，將酶，包括過(guò)氧化物酶、膽固醇氧化酶、酪胺酸氧化酶、醇氧化酶、醇脫氫酶、漆酶、膽堿脂酶、膽堿氧化酶、膽紅素氧化酶、脂肪酶等，也可以將媒介體，如鐵氰化鉀、二茂鐵及其衍生物、有機(jī)染料等與表面活性劑和聚乙烯醇的水溶液混合均勻，加入二甲基甲酰胺，將該混合液滴涂到基底電極表面，室溫下凝膠成膜；該生物傳感器在氧仿、氯苯、二氯乙烷、二惡烷、乙腈、丙酮、甲醇、乙醇、正丁醇、正辛醇、環(huán)己酮、四氫呋喃等有機(jī)溶劑中，都具有生物催化作用。
全文摘要
本發(fā)明屬于有機(jī)水凝膠固定酶制備生物傳感器的方法。本發(fā)明制備生物傳感器時(shí)，將酶、媒介體與0.1-5％表面活性劑與6-20％聚乙烯醇的水溶液混合均勻后，加入60-85％的二甲基甲酰胺，將混合溶液滴涂到電極表面，室溫下在5-20分鐘凝膠成膜。該制備過(guò)程迅速，制備出的生物傳感器具有優(yōu)異的性能對(duì)水溶性和非水溶性物質(zhì)都具有較大的檢測(cè)靈敏度，并適應(yīng)于完全無(wú)水的有機(jī)溶劑，油水混合溶劑以及水等各種介質(zhì)中的生物檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01N33/00GK1152712SQ95119390
公開(kāi)日1997年6月25日 申請(qǐng)日期1995年12月22日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月22日
發(fā)明者郭奕柱, 董紹俊 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所