论文总字数：23004字

摘 要

酶生物传感器具有检测方便、样品需求量少、轻便易携与能够实现实时检测的优点在医学领域、环境检测、食品工业以及军事领域有着广泛应用。传统的酶生物传感器大都采用戊二醛交联法固定酶，但戊二醛作为一种化学物质会对某些氧化酶类有抑制作用，导致固定化酶活不足进而影响电极表征及物质检测。丙酮酸作为一种反映人体血液及发酵体系的重要生理指标，具有重要的检测意义。然而传统的戊二醛交联固定法并不适用于丙酮酸氧化酶传感器的开发，因此需要寻找一种高效可靠的丙酮酸氧化酶固定化方法。本文通过文献调研，对于几种生物亲和力高的材料进行了研究，旨在建立一种能有效固定丙酮酸氧化酶并维持丙酮酸氧化酶酶活，且能够提高生物传感器的灵敏度和响应电流的方法。通过检测了各材料与丙酮酸氧化酶的生物相容性，确立最佳材料浓度并且对固定化材料在电极上的酶活保留率等参数进行了测定，最后得出ε-聚赖氨酸固定丙酮酸氧化酶酶活保留率高、电极响应信号较强。

关键词：丙酮酸氧化酶 生物传感器 固定化 ε-聚赖氨酸

Immobilization of pyruvate oxidase and its application in biosensor

Abstract

Enzyme biosensor has the advantages of convenient detection, low sample demand, portability and real-time detection. It is widely used in different kind of daily field,just as environmental detection, food industry and military field. Traditional enzyme biosensors mostly use glutaraldehyde crosslinking method to fix the enzyme, but glutaraldehyde, as a chemical substance, can inhibit some oxidases, resulting in insufficient activity of the immobilized enzyme and thereby affecting the electrode characterization and substance detection.Pyruvate, as an important physiological index reflecting human blood and fermentation system, has important detection significance.However, the traditional glutaraldehyde cross-linking fixation method is not suitable for the development of pyruvate oxidase(Pyox)sensor, so it is urgent to find a highly efficient and reliable method for pyruvate oxidase immobilization.

In this paper, several materials with high biological affinity were studied through literature research, aiming to establish a method that can effectively fix pyruvate oxidase(Pyox)and maintain the activity of pyruvate oxidase(Pyox), and improve the sensitivity and response current of the biosensor.By measuring the biocompatibility of the materials with pyruvate oxidase(Pyox), the optimum concentration of the materials was determined and the retention rate of pyruvate oxidase(Pyox) on the electrode was determined.

Keywords: pyruvate oxidase；biosensor； immobilized；Poly lysine

目录

摘 要 1

Abstract 2

目录 3

第一章 文献综述 5

1.1丙酮酸氧化酶 5

1.1.1丙酮酸的介绍 5

1.1.2丙酮酸的检测意义 5

1.1.3丙酮酸检测方法 6

1.2.1丙酮酸氧化酶简介 7

1.2.2丙酮酸氧化酶催化原理 7

1.2.3丙酮酸氧化酶实际应用 8

1.2生物传感器及发展 8

1.2.1生物传感器介绍 8

1.2.2生物传感器的工作原理 8

1.2.3生物传感器的发展趋势 9

1.2.5生物传感器的应用 10

1.2.6生物传感器的现代发展 11

1.3酶的固定 11

1.3.1酶的固定方法 11

1.3.2固定方法的研究意义 12

第二章 实验方案 14

2.1实验试剂与仪器 14

2.1.1实验试剂 14

2.1.1实验仪器 15

2.1.2培养基及部分试剂配制表 16

2.2实验方法 19

2.2.2丙酮酸氧化酶的酶活测定 20

2.2.3固定丙酮酸氧化酶的固定参数确定 21

2.2.4电极上的丙酮酸氧化酶固定 23

2.2.5丙酮酸氧化酶固定之后的酶活保留率 23

2.2.6电极表征测试酶固定化效果 24

第三章 结果与讨论 25

3.1丙酮酸氧化酶的纯化与酶活分析 25

3.1.1丙酮酸氧化酶的纯化结果 25

3.2固定参数与酶活保留率测量结果 26

3.2.1丙酮酸氧化酶与材料的生物相容性测量结果 26

3.2.2ε-聚赖氨酸与丙酮酸氧化酶测活体系的测活结果 27

3.2.3酶活保留率测量结果 28

3.3电极表征数据 29

3.3.1确定最佳工作电位 29

3.3.2固定丙酮酸氧化酶的不同材料电极响应结果 30

3.3.3电极响应的空白对照结果 31

第四章 结论与展望 33

4.1 结论 33

4.2 展望 33

参考文献 34

致谢 38

第一章 文献综述

1.1丙酮酸氧化酶

1.1.1丙酮酸的介绍

丙酮酸(Pyruvic acid)作为一种有机酸在新陈代谢和碳水化合物转换中起关键作用。丙酮酸参与线粒体分解代谢有关的生化转化。其主要代谢途径是被被好氧氧化为草酰乙酸或者被厌氧氧化为乳酸。丙酮酸氧化（包括丙酮酸脱氢酶）是糖酵解和克雷布斯循环的中间步骤。

丙酮酸分子式为C₃H₄O₃，具体分子结构如图1-1。丙酮酸分子量为88.06，常态为液体，呈浅黄色至黄色，有冰醋酸气味，可与水、乙醇、乙醚等以任何比例混溶。保存需注意常态下丙酮酸易变暗易分解，所以需高纯度密闭存放。

请支付后下载全文，论文总字数：23004字