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磷酸根生物传感器的制备及性能研究

作　者: 张楠喆
导　师: 杨文胜
学　校: 北京化工大学
专　业: 化学工程与技术
关键词: 磷酸根生物传感器麦芽糖磷酸化酶葡萄糖氧化酶硝酸纤维素膜
分类号: TP212.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

准确、快速地检测体系中磷酸根含量的传感器在实验室分析、临床医学、生物发酵、食品检验、环境监控等领域具有重要的意义。本工作制备并研究了麦芽糖磷酸化酶(MP)—葡萄糖氧化酶(GOD)双酶膜用于磷酸根的检测。在磷酸根生物传感器的研究中,双酶的固定化与适宜的测试溶液环境是两个关键问题。因此,开发适宜的酶固定基体及相应的固定方法制备双酶膜,并有效保持酶的活性。此外,寻找能实现准确检测磷酸根的适宜测试溶液环境,对于磷酸根生物传感器的发展具有重要意义。本工作采用硝酸纤维素膜为基体固定双酶,制备了双酶膜,构筑磷酸根电化学生物传感器,并研究了其对磷酸根的检测性能。论文包括以下内容：以硝酸纤维素膜为基体,采用戊二醛蒸汽交联法固定MP与GOD,制成酶膜。通过测定不同制备条件下酶膜对于磷酸根的响应,确定该酶膜的最佳制备条件为：磷酸缓冲溶液的pH值为6.5 (0.05 M), GOD的滴涂量为5 U,MP的滴涂量为6 U(酶膜有效直径约为6.4 mm)。该酶膜的最佳测试条件为：含有10 mmo1·L’麦芽糖,400 mmo1·L-12-羟基吡啶的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液(0.1 mo1·L-1,pH=6.5)。实验研制的MP-GOD双酶膜对磷酸根具有良好响应,灵敏度为4.24 nA(mmol/L),线性范围为0.5-6.0 mmol-L-1,响应时间为3 min。实验表明,该MP/GOD双酶具有良好的选择性、重现性和操作稳定性。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-12
第一章绪论  12-34
  1.1 电化学生物传感器概述  12-19
    1.1.1 生物传感器的定义及分类  12-14
    1.1.2 电化学生物传感器概述  14-16
    1.1.3 电化学生物传感器的应用  16-19
  1.2 酶及其固定化  19-25
    1.2.1 酶的概述  19
    1.2.2 活性部位及酶催化作用的特点  19-20
    1.2.3 葡萄糖氧化酶与麦芽糖磷酸化酶  20-22
    1.2.4 酶的固定化基体及方法  22-25
  1.3 磷酸根离子传感器概述  25-30
    1.3.1 磷酸根离子测量方法  25-26
    1.3.2 磷酸根电化学生物传感器概述  26-30
  1.4 葡萄糖变旋反应概述  30-32
  1.5 论文选题的意义与主要研究内容  32-34
    1.5.1 论文选题的意义  32-33
    1.5.2 论文主要研究内容  33-34
第二章实验部分  34-39
  2.1 化学试剂  34-35
  2.2 实验仪器  35-36
  2.3 酶膜的制备方法  36
  2.4 分析测试方法  36-39
    2.4.1 三电极实验体系的构建及电化学性能测试  36-37
    2.4.2 实际样品分析  37
    2.4.3 分光光度法测量磷酸根离子的浓度  37-39
第三章戊二醛蒸气交联法制备磷酸根传感器的研究  39-58
  3.1 基体膜的选择  39-40
  3.2 酶膜最佳制备条件和工作条件的确定  40-51
    3.2.1 酶膜催化过程反应动力学的分析  40-41
    3.2.2 最佳变旋催化条件的确定  41-43
    3.2.3 缓冲液中麦芽糖浓度影响效果的分析  43-45
    3.2.4 酶的滴涂量对固定化酶响应的影响  45-47
    3.2.5 各影响因素正交实验的考察  47-51
  3.3 磷酸根电化学生物传感器的性能研究  51-57
    3.3.1 线性范围  52-53
    3.3.2 选择性测试  53-54
    3.3.3 稳定性  54-55
    3.3.4 实际样品分析  55-57
  3.4 本章小结  57-58
第四章结论与展望  58-59
  4.1 结论  58
  4.2 论文的创新点  58
  4.3 展望  58-59
参考文献  59-64
致谢  64-65
研究成果及发表的学术论文  65-66
作者及导师简介  66

磷酸根生物传感器的制备及性能研究

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